<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">71912</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/2308-0191-2023-11-4-6-6</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>2.1.2. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>2.1.2. GROUNDS AND FOUNDATIONS, UNDERGROUND STRUCTURES (TECHNICAL SCIENCES)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>2.1.2. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ)</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Assessment of anisotropy of physical and mechanical characteristics of soil</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Оценка анизотропии физико-механических характеристик грунта</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6181-2817</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Прокопов</surname>
       <given-names>Альберт Юрьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Prokopov</surname>
       <given-names>Al'bert Yur'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>prokopov72@rambler.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Акопян</surname>
       <given-names>Александр Феликсович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Akopyan</surname>
       <given-names>Alexander Felixovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>a-lex-an-der@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Акопян</surname>
       <given-names>Владимир Феликсович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Akopyan</surname>
       <given-names>Vladimir Felixovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>vovaakop@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бергер</surname>
       <given-names>Илья Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Berger</surname>
       <given-names>Ilya Alexandrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>solitar777@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Душило</surname>
       <given-names>Дмитрий Сергеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Dushilo</surname>
       <given-names>Dmitry Sergeevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dushilo2013@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Маламант</surname>
       <given-names>Данил Алексеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Malamant</surname>
       <given-names>Danil Alekseevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dmalamant@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Донской государственный технический университет</institution>
     <city>Ростов-на-Дону</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Don state technical University</institution>
     <city>Rostov-on-Don</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Донской государственный технический университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Don State Technical University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2023-12-08T14:51:42+03:00">
    <day>08</day>
    <month>12</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2023-12-08T14:51:42+03:00">
    <day>08</day>
    <month>12</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <volume>11</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>6</fpage>
   <lpage>6</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2023-11-07T00:00:00+03:00">
     <day>07</day>
     <month>11</month>
     <year>2023</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2023-12-04T00:00:00+03:00">
     <day>04</day>
     <month>12</month>
     <year>2023</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/71912/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/71912/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В статье поднята проблема отбора проб грунта и определении физико-механических характеристик при работе винтовой железобетонной сваи. Анизотропия физико-механических характеристик оказывает значительное влияние на работу конструкций. В связи с чем возникает вопрос о правильности применения характеристик грунта, отобранных из образцов стандартным методом. Стандартная методика отбора проб грунта с помощью режущего кольца предполагает вертикальное вырезание образца согласно его естественному залеганию. Последующие полученные физико-механические характеристики не отображают анизотропию испытываемого грунта. При этом строительные нормы и правильна регламентируют учитывать анизотропию материалов и грунтов при учете нелинейности моделей грунта, а также расчете системы «фундамент-основание». С этой целью был проведен ряд испытаний, в которых отборы проб грунта отличались от классического метода. Отборы грунта осуществлялись с помощью стандартных режущих колец под углом 90º и 45º от вертикали согласно природному залеганию грунта. Физико-механические характеристики полученных образцов сравнивались с контрольными образцами, отобранными стандартной методикой. В ходе испытаний выявленные различия подвергались анализу и определению закономерностей для последующего формирования выводов и способности применений, и экстраполяции физико-механических характеристик для будущих испытаний, и расчетов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The paper raises the problem of soil sampling and determination of physical and mechanical characteristics during the performance of a screw reinforced concrete pile. Anisotropy of physical and mechanical characteristics has a significant effect on the performance of structures. This raises the question of the correct application of soil characteristics sampled by the standard method. The standard method of soil sampling using a cutting ring involves vertical cutting of the sample according to its natural occurrence. The subsequent physical and mechanical characteristics obtained do not reflect the anisotropy of the tested soil. At the same time, construction norms and regulations regulate to take into account the anisotropy of materials and soils when taking into account the nonlinearity of soil models, as well as the calculation of the &quot;structure-foundation&quot; system. For this purpose, a number of tests were carried out in which soil sampling differed from the classical method. Soil sampling was carried out using standard cutting rings at 90º and 45º angles from the vertical according to the natural soil occurrence. Physical and mechanical characteristics of the obtained samples were compared with control samples selected by the standard method. During the tests, the identified differences were subjected to analysis and determination of patterns for subsequent formation of conclusions and the ability of applications and extrapolation of physical and mechanical characteristics for future tests and calculations.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>грунт</kwd>
    <kwd>анизотропия</kwd>
    <kwd>прочность</kwd>
    <kwd>деформативность</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>soil</kwd>
    <kwd>anisotropy</kwd>
    <kwd>strength</kwd>
    <kwd>deformability</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>ВведениеПри выполнении исследования взаимодействия винтовой железобетонной сваи с окружающим грунтом [1], возник вопрос возможности применения прочностных и деформационных свойств грунтов, таких как угол внутреннего трения φ, удельное сцепление c и модуль деформации E, определенных по стандартной схеме испытания. При этом использование физико-механических характеристик грунта без учета свойств анизотропии ведет к некорректным результатам испытаний. Свод строительных правил регламентирует учитывать физическую нелинейность, а также анизотропию испытываемых грунтов [2]. Авторами данной публикации были проведены поиски по теме определения физико-механических свойств анизотропии грунтов. Проводимые ранее исследования в это области показали, что все виды грунтов независимо от способов формирования их структуры обладают деформационной анизотропии [3-9]. Данные исследования подтверждают необходимость проведения испытаний грунтов и получения физико-механических свойств грунтов с учетом их анизотропии.Исходя из изученных материалов [3-9], авторами данной публикации выдвинуто предположение о необходимости производить отбор грунта метод режущего кольца двумя дополнительными методами отличимыми от стандартного. Первый метод отбора проводится под углом в 90º от нормального положения плоскости отбора образца, второй метод отбора проводится под углом в 45º от нормального положения плоскости отбора образца. Также для проведения дальнейшего сравнительного анализа проводился отбор контрольных образцов по стандартной методике. Данный метод подразумевает отбор грунта из керна или любой другой формы образца путем прямого вырезания сверху вниз согласно природному сложению грунтов. Описание методики отбора с помощью кольцевого-пробоотборника приведена в [10].Была поставлена цель - поиск отличия значений характеристик грунта по сравнению со стандартным методом отбора проб. Для этого проведена серия испытаний проб грунта, отобранных под 90º или 45º от нормального положения плоскости отбора образца.Объекты и методы исследованияВ качестве образцов грунта использован керн с размерами D=10 см, H=20 см.Для более точного получения результатов испытаний из одного керна получены контрольный образец отобранный стандартным способом и один образец отобранный под углом в 90º или 45º от нормальной плоскости керна.Метод отбора пробы грунта под углом в 90º и 45º с помощью кольцевого-пробоотборника заключается в придании ровной поверхности образцу от нормального положения грунта, но уже с заданием требуемого угла. Для обеспечения требуемого угла примелось поворотное стусло с ножовкой (рисунок 1).Рис. 1. Процесс придания угла в 45º с помощью поворотного стуслаДалее образец грунта дорабатывался с помощью ножа, для придания более устойчивой формы в процессе погружения кольцевого-пробоотборника (рис. 2).В процессе подготовки образцов к сдвиговым и компрессионным испытаниям также проводилось измерение плотности и природной влажность полученных образцов.Рис. 2. Отбор образца грунта из керна под углом в 45ºВ данной серии испытаний кольцевые пробоотборники для сдвиговых и компрессионных испытаний имеют различные габариты, но при этом метод отбора грунта из керна не изменяется.Проведение испытаний методом одноплоскостного срезаДанный вид испытаний проводился с помощью прибора ПСГ-3М, и методике описанной в [11]. Данный прибор позволяет провести испытания по методу одноплоскостного среза и получить предельные касательные напряжения при его соответствующем нормальном давлении в 0,1; 0.2; и 0.3 Мпа, а также зафиксировать горизонтальные перемещения грунта при каждой стадии нагружения.Завершением испытания каждого образца считалось оконченным при достижении горизонтальных деформаций превышающих 5 см или разрушению (срезу) образца согласно [11].Проведение испытаний методом компрессионного сжатияДля получения вертикальных деформаций при ступенчатых стадиях нагрузки использовался компрессионный прибор комплекса АСИС. Методика испытания и регистрация стадий нагружения и деформаций образца осуществлялась согласно [12].Стадии приложения вертикальной нагрузки составляло: 25, 50, 100, 200, 300 и 400 кПа, на каждом этапе приложения нагрузки происходила стабилизация образца, которая не должна была превышать 0,01 мм, после стабилизации проходила следующая ступень нагружения. На протяжении всего испытания фиксировались деформации образца и величина приложения нагрузки.Результаты испытанияОбработка получившихся результатов испытаний по методу одноплоскостного среза приведена в таблице 1.Таблица 1Таблица результатов испытаний методом одноплоскостного срезаУдельное сцепление С, МПаМетод отбораПрямое90º45º-0,0930,0070,040-0,0100,013-0,080-0,0230,0100,057Угол внутреннего трения φ, град4632315244629283 Также была проведена обработка результатов испытаний методом компрессионного сжатия и получившееся результаты сведены в таблицу 2.Таблица 2Таблица результатов испытаний методом компрессионного сжатияГлубина, мМетод отбора и модуль деформации грунта Е, МПаПрямое90º45º924,32-19,231027,7831,25-1114,71-25,01211,9010,87-1317,86-10,87146,257,58-1516,67-8,061650,035,71-177,35-6,761813,8914,71-1919,23-11,362012,5011,36- ВыводыПо получившимся результатам можно сделать следующие выводы:Получившиеся результаты определения удельного сцепления и угла внутреннего трения нестандартным способом обнаруживают некоторую закономерность.Получившиеся модули деформации при испытаниях образов отобранных под 90º имеют более близкую сходимость со стандартным методом отбора чем образцы отобранные под 45º.Исследование подтверждает необходимость учета анизотропии грунта при учете физической нелинейности и системы  «фундамент-основание».Обнаруженные закономерности требуют большей статистической выборки, что планируется в дальнейшем исследовании.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Акопян В. Ф., Акопян А. Ф. Особенности работы фундаментов из винтовых железобетонных свай //Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении. - 2018. - С. 315-318.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Akopyan V. F., Akopyan A. F. Peculiarities of work of foundations from screw reinforced concrete piles // Soil Mechanics in Geotechnics and Foundation Engineering. - 2018. - P. 315-318.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Свод правил СП 22.13330.2016 Основания здания и сооружения. - Москва: Стандартинформ, 2022. С.15, С.172.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Code of Regulations SP 22.13330.2016 Foundations of buildings and structures. - Moscow: Standardinform, 2022. P.15, P.172.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коробова О. А., Максименко Л. А., Соловьянова И. Ю. Методика оценки результатов экспериментальных исследований деформационной анизотропии нескальных грунтов //Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2019. - №. 8. - С. 116-128.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korobova O. A., Maksimenko L. A., Solovyanova I. Yu. Methodology for evaluating the results of experimental studies of deformation anisotropy of non-rock soils // Izvestia vysshee obrazovaniya vysshee obucheniya. Construction. - 2019. - №. 8. - P. 116-128.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Василенко А. С., Гамелько А. А. Определение прочностных характеристик анизотропных грунтов //Электронный сборник трудов молодых специалистов Полоцкого государственного университета имени Евфросинии Полоцкой. Прикладные науки. Строительство. - 2022. - №. 44. - С. 55-57.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vasilenko A. S., Gamelko A. A. Determination of strength characteristics of anisotropic soils // Electronic collection of works of young specialists of Polotsk State University named after Euphrosinia Polotskaya. Applied sciences. Construction. 2022. I. 44. - P. 55-57.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коробова О. А., Бирюкова О. А. Лабораторные исследования деформационной анизотропии грунтов при инженерно-геологических изысканиях //Инженерные изыскания. - 2012. - №. 6. - С. 24-24.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korobova O. A., Biryukova O. A. Laboratory studies of deformation anisotropy of soils in engineering geological surveys // Engineering Surveys. - 2012. - №. 6. - P. 24-24.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Башинджагян И. С. Влияние направления слоистости в связных грунтах на сопротивляемость их сжатию и сдвигу //Автореф. канд. дис. Изд-во АН АзССР, Баку. - 1955. - С. 22.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bashinjagyan I. S. Influence of layering direction in cohesive soils on their resistance to compression and shear. Izd. of the Academy of Sciences of the Azerbaijan SSR, Baku. - 1955. - P. 22.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вулис П. Д. Исследование анизотропии деформационных свойств глинистых грунтов : дис. - Свердловск, 1973, 1973. - С. 25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vulis P. D. Investigation of anisotropy of deformation properties of clayey soils : Cand. - Sverdlovsk, 1973, 1973. - P. 25.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гречко В. Ф., Макаренко И. А., Хаин В. Я. Об измерении анизотропии грунтов //Труды Днепропетровского института инженеров железно-дорожного транспорта. - 1976. - Т. 179. - С. 25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Grechko V. F., Makarenko I. A., Khain V. Ya.  About measurement of soil anisotropy //Proceedings of Dnepropetrovsk Institute of Railway Transport Engineers. - 1976. - V. 179. - P. 25.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Писаненко В. П. Методика и результаты исследования анизотропии деформационных свойств грунтов //Совершенствование методов лабораторных исследований грунтов при инженерных изысканиях для строительства: Тез. докл. 11-го респ. совещ. Смоленск, М. - 1977. - С. 65.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pisanenko V. P. Methodology and results of the study of anisotropy of deformation properties of soils // Improvement of methods of laboratory studies of soils in engineering surveys for construction: Proc. of the 11th resp. council. Smolensk, M. - 1977. - P. 65.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - Москва: Стандартинформ, 2019. - С.6.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 5180-2015 Soils. Methods of laboratory determination of physical characteristics. - Moscow: Standartinform, 2019. - P.6.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 12248.1-2020 Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного среза. - Москва: Стандартинформ, 2020. - С.5-8.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 12248.1-2020 Soils. Determination of strength characteristics by single plane shear method. - Moscow: Standartinform, 2020. - P.5-8.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 12248.4-2020 Грунты. Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия. Стандартинформ, 2020. - С.4-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 12248.4-2020 Soils. Determination of deformability characteristics by compression compression method. Standardinform, 2020. - P.4-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
