constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2024-113-3-21-30construction-751Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙBUILDING AND STRUCTURE SAFETYСиловое взаимодействие отдельно стоящих фундаментов с основанием при быстром догруженииInteraction of pillar foundations with the basement under dynamic loadingДьяковИ. М.DiakovI. M.

 Дьяков Игорь Михайлович - канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой Геотехники и конструктивных элементов зданий

г. Симферополь

Diakov Igor M. -  candidate in tech. sc., docent, head of the department of geotechnics and structural elements of buildings

Simferopol

karta3@mail.ruДьяковМ. И.DiakovM. I.

Дьяков Михаил Игоревич - аспирант кафедры строительных конструкций

г. Симферополь

Diakov Michael I. -   postgraduate student of the Department of Building Structures

Simferopol

dyakov.info.aca@yandex.ruФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского»Crimean Federal University named after V.I. VernadskyФГАОУ ВО Крымского федерального университета им. В.И. ВернадскогоCrimean Federal University named after V.I. Vernadsky202402072024032130Copyright © Дьяков И.М., Дьяков М.И., 20242024Дьяков И.М., Дьяков М.И.Diakov I.M., Diakov M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/751

Приведены результаты экспериментальных исследований силового взаимодействия моделей отдельно стоящих фундаментов с песчаным основанием при быстрых догружениях. Исследования выполнены на железобетонных моделях фундаментов и металлическом штампе в песчаном лотке. Анализ затронул такие факторы работы системы «фундамент-грунт» при наличии быстрого догружения как изменение несущей способности фундамента на изгиб, осадка основания, трансформация эпюры нормальных контактных напряжений. Выявлены причины снижения несущей способности фундаментов на изгиб при быстром догружении, основной из которых является изменение формы эпюры нормальных контактных напряжений. Определены факторы, влияющие на концентрации нормальных контактных напряжений у краевых зон подошвы фундамента, среди которых: разная скорость протекания составляющих процесса перераспределения напряжений в основании, развитие дилатансии и др.

The results of experimental studies of the force interaction of models of free-standing foundations with a sandy base under rapid additional loading are presented. The studies were carried out on reinforced concrete foundation models and a metal stamp in a sand tray. The analysis touched upon such factors of the operation of the “foundation-soil” system in the presence of rapid additional loading as a change in the bearing capacity of the foundation for bending, foundation settlement, transformation of the diagram of normal contact stresses. The reasons for the decrease in the bearing capacity of foundations for bending during rapid additional loading have been identified, the main one of which is a change in the shape of the diagram of normal contact stresses. Factors influencing the concentration of normal contact stresses near the edge zones of the foundation base have been identified, including: different rates of components of the stress redistribution process in the foundation, the development of dilation, etc.

силовое взаимодействие фундаментов с основаниемосадка фундаментовнормальные контактные напряжениядеформацииотдельно стоящий фундаментпрогрессирующее обрушениеForce interaction of foundations with soilsettlement of foundationsnormal contact stressesdeformationsfree-standing foundationprogressive collapseReferencesТер-Мартиросян, А. З. Осадки оснований сооружений при статическом, циклическом и вибрационном воздействиях / А. З. Тер-Мартиросян // Международный журнал «Геотехника». – М. – 2010. – С.77-81.Ter-Martirosyan, A. Z. Settlement of the foundations of structures under static, cyclic and vibration influences. A. Z. Ter-Martirosyan. International Journal of Geotechnics. – M. – 2010. – P.77-81.Алексеев В.М., Евдокимцев О.В., Леденев В.В. Экспериментальные исследования работы фундаментов при действии центральной и внецентренной многократно повторной нагрузки. ВНИИТПИ, № 11691. М., 1998. - 25 с.Alekseev V.M., Evdokimtsev O.V., Ledenev V.V. Experimental studies of the operation of foundations under the action of central and eccentric repeated loads. VNIITPI, No. 11691. M., 1998. - 25 p.Леденёв В. В., Основания и фундаменты при сложных силовых воздействиях (опыты): монография для научных работников, аспирантов и магистрантов строительного профиля: в 2 т. /– Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. Т. 2. – 2015. – 288 с.Ledenev V. V. Foundations and foundations under complex force influences (experiments): monograph for scientists, graduate students and undergraduates in construction: in 2 volumes. Tambov: Publishing house of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "TSTU", 2015. T. 2. - 2015. - 288 p.Jia J. Dynamic and cyclic properties of soils // Soil dynamics and foundation modeling// Springer international publishing Ag. 2018.P. 75-108.Jia J. Dynamic and cyclic properties of soils. Soil dynamics and foundation modeling. Springer international publishing Ag. 2018.P. 75-108.Леденёв В. В., Несущая способность и деформативность оснований и фундаментов при сложных силовых воздействиях: монография / – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 324 с. – 400 экз. – ISBN 978-5-8265-1444-3.Ledenev V. V. Bearing capacity and deformability of bases and foundations under complex force influences: monograph. Tambov: Publishing house of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education “TSTU”, 2015. – 324 p. – 400 copies. – ISBN 978-5-8265-1444-3.Diakov I N, Tsarenko N V, Diakov M I., Experimental studies of the “foundation-soil” system operation with sudden loading// IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 913 (2020) 022064 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/913/2/022064.. Diakov I N, Tsarenko N V, Diakov M I. Experimental studies of the “foundation-soil” system operation with sudden loading. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 913 (2020) 022064 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/913/2/022064.Дьяков И.М. Планирование экспериментальных исследований работы системы «фундаментоснование» при внезапных догружениях [Электронный ресурс]/ И.М. Дьяков, М.И. Дьяков, Б.Ю. Барыкин // Строительство и техногенная безопасность. — 2020. — № 19(71). — c.5-12. — DOI: 10.37279/2413-1873-2020-19-5-12.Dyakov I.M. Planning of experimental studies of the operation of the “foundation-foundation” system under sudden additional loading [Electronic resource]. Construction and technogenic safety. - 2020. - No. 19(71). — p.5- 12. — DOI: 10.37279/2413-1873-2020-19-5-12.Vesic, A. S. Analysis of ultimate loads of shallow roundations /A. S. Vesic // Journal of the soil mechanics and foundation division. – 1973. – V. 99, N SM1. – P. 45 – 73Vesic, A. S. Analysis of ultimate loads of shallow roundations .A. S. Vesic. Journal of the soil mechanics and foundation division. – 1973. – V. 99, N SM1. – P. 45 – 73.Motra H.B., Stutz H., Wuttke F. Quality assessment of soil bearing capacity factor models of shallow foundations // Soils and Foundations. 2016. Volume 56. Issue 2. Pp. 265-276.Motra H.B., Stutz H., Wuttke F. Quality assessment of soil bearing capacity factor models of shallow foundations. Soils and Foundations. 2016. Volume 56. Issue 2. Pp. 265-276.Сиразиев Л.Ф. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния трехслойного грунтоёвого основания при кратковременных штамповых испытаниях и наличии водонасыщенного слоя. Известия КГАСУ, 2017, № 4 (42). – Казань, С.228-236.Siraziev L.F. Experimental studies of the stress-strain state of a three-layer soil base during short-term stamping tests and the presence of a water-saturated layer. News of KGASU, 2017, No. 4 (42). – Kazan, pp. 228-236.Колчунов В.И., Московцева В.С., Бушова О.Б., Жуков Д.И. Расчетный анализ способов защиты монолитных каркасов многоэтажных зданий с плоскими перекрытиями от прогрессирующего обрушения. Строительство и реконструкция. 2021;(4):35-44. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2021-96-4-35-44Kolchunov V.I., Moskovtseva V.S., Bushova O.B., Zhukov D.I. Calculation analysis of methods for protecting monolithic frames of multi-story buildings with flat floors from progressive collapse. Construction and reconstruction. 2021;(4):35-44. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2021-96-4-35-44.Колчунов В.И., Московцева В.С. Живучесть железобетонных каркасов многоэтажных зданий со сложнонапряженными элементами // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022. Т. 18. № 3. С. 195–203. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-3-195-203.Kolchunov V.I., Moskovtseva V.S. Vitality of reinforced concrete frames of multi-storey buildings with complexly stressed elements. Structural mechanics of engineering structures and structures. 2022. T. 18. No. 3. pp. 195– 203. http://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-3-195-203.Травуш, В. И. Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения в рамках законодательных и нормативных требований / В. И. Травуш, В. И. Колчунов, Е. В. Леонтьев. - (Строительные конструкции, здания и сооружения). - Текст: непосредственный // Промышленное и гражданское строительство. - 2019. - № 2. - С. 46-54. - Библиогр.: с. 53-54 (19 назв.). - ISSN 0869-7019.Travush, V. I. Protection of buildings and structures from progressive collapse within the framework of legislative and regulatory requirements (Building structures, buildings and structures). Industrial and civil construction. - 2019. - No. 2. - P. 46-54. - Bibliography: p. 53-54 (19 titles). - ISSN 0869-7019.Тархута Н.Я., Васильев Ю.М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог / Н.Я. Хархута, Ю.М. Васильев. - Москва : Транспорт, 1975. - 285 с.Tarhuta N.Ya., Vasiliev Yu.M. Strength, stability and soil compaction of highway subgrades. Moscow: Transport, 1975. - 285 p.Денисенко В. В., Ляшенко П. А. Исследование влияния скорости приложения постоянно возрастающей нагрузки на консолидацию грунтов после нагружения Научные труды КубГТУ №15.– 2016. – С. 1–15.Denisenko V.V., Lyashenko P.A. Study of the influence of the speed of application of a constantly increasing load on the consolidation of soils after loading Scientific works of KubSTU. No. 15. – 2016. – P. 1–15.Т.М. Уласик. Влияние «стесненной» дилатансии на несущуюспособность свайных фундаментов/ Вестник полоцкого государственного университета. Строительство. Прикладные науки 2015, №16. – С30-33.T.M. Ulasik. The influence of “constrained” dilatancy on the bearing capacity of pile foundations. Bulletin of Polotsk State University. Construction. Applied Sciences 2015, No. 16. – P. 30-33.Abouzar Sadrekarimi. Static liquefaction-triggering analysis considering soil dilatancy. Soils and Foundations 2014:54(5). С.955-966Abouzar Sadrekarimi. Static liquefaction-triggering analysis considering soil dilatancy. Soils and Foundations 2014:54(5). С.955-966.Merita Tafili 1,2,*, Carlos Grandas Tavera 3, Theodoros Triantafyllidis 1 and Torsten Wichtmann. On the Dilatancy of Fine-Grained Soils / Geotechnics/ Geotechnics 2021, 1, 192–215. https://doi.org/10.3390/geotechnics1010010/ https://www.mdpi.com/journal/geotechnicsMerita Tafili 1,2,*, Carlos Grandas Tavera 3, Theodoros Triantafyllidis 1 and Torsten Wichtmann. On the Dilatancy of Fine-Grained Soils. Geotechnics 2021, 1, 192–215. https://doi.org/10.3390/geotechnics1010010/ https://www.mdpi.com/journal/geotechnics.John McDougall, Darren Kelly, Daniel Barreto/ Particle loss: An initial investigation into size effects and stress-dilatancy/ April 2019/ SOILS AND FOUNDATIONS 59(3) DOI:10.1016/j.sandf.2019.03.002 License CC BYNC-ND 4.0John McDougall, Darren Kelly, Daniel Barreto. Particle loss: An initial investigation into size effects and stress-dilatancy. April 2019. SOILS AND FOUNDATIONS 59(3) DOI:10.1016/j.sandf.2019.03.002 License CC BYNC-ND 4.0.Muhammad Shehzad Khalid a, Mamoru Kikumoto b, Ying Cui b, Kiyoshi Kishida. The role of dilatancy in shallow overburden tunneling/ ScienceDirect Underground Space 4 (2019) 181–200Muhammad Shehzad Khalid a, Mamoru Kikumoto b, Ying Cui b, Kiyoshi Kishida. The role of dilatancy in shallow overburden tunneling. ScienceDirect Underground Space 4 (2019) 181–200

The authors declare that there are no conflicts of interest present.