Features of modeling the “pile – subsidence soil” system
DOI:
https://doi.org/10.24866/2227-6858/2025-3/15-26Keywords:
pile foundations, foundation settlement, numerical modeling, plastic deformations, geometric nonlinearity, boundary conditions, modeling of soil massesAbstract
The development of cities, inhabited areas, and transport corridors between them leads to an increase in the density of built-up areas and the need for construction on various types of soils, including collapsible soils. The presence of collapsible soils forces researchers and engineers to refine and adapt existing analytical models, including those implemented in modern computational systems. Technological solutions often involve replacing certain soil layers or strengthening and upgrading the physical and mechanical properties of the soil mass. This work presents a reproducible algorithm for constructing a finite element 3D model of the “pile – soil” system implemented in a computational complex. Two calculation scenarios are considered: (A) taking into account negative skin friction forces, and (B) the formation of a gap that eliminates their influence. Based on the numerical calculations, the settlement of the pile head is assessed, and the effect of negative skin friction on vertical displacements is analyzed. The obtained results can be used in the design and construction of high-speed rail lines and separate extended transport infrastructure objects.
References
1. Нгуен Ф.З., Школяр Ф.С., Рогозинникова Д.В. Исследование зависимости прочностных свойств грунта от его физического состояния // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 9(35). С. 23–28. EDN: PQNQEZ
2. Платонова С.В. Моделирование статически нагруженной одиночной сваи с учётом нелинейности грунта оснований // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 9. С. 1383–1393. DOI: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2023.9.1383-1393
3. Платонова С.В., Александрова Е.А. Моделирование системы «здание – основание» в расчётном программном комплексе ЛИРА-САПР с применением системы «грунт» // Проблемы строительного производства и управления недвижимостью: Материалы VI Международной научно-практической конференции, Кемерово, 24–25 ноября 2020 года. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2020. С. 267–274. EDN: LKKVVX
4. Кулебякин И.Н. Моделирование свайного основания при статическом расчёте зданий // Advanced Science. 2017. № 2(6). С. 25. EDN: ZJRWFB
5. Медакова Д.С., Кокунько И.Н. Особенности моделирования различных типов свайных фундаментов в программном комплексе ЛИРА-САПР // Современные технологии: проблемы и перспективы: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции для аспирантов, студентов и молодых учёных, Севастополь, 15–18 апреля 2024 года. Севастополь: Севастопольский государственный университет, 2024. С. 336–340. EDN: DVZWRD
6. Акопян А.Ф., Акопян В.Ф., Шишкина Е.А. Особенности проектирования фундаментов на просадочных грунтах // Строительство и архитектура – 2023: материалы Международной научно-практической конференции факультета промышленного и гражданского строительства, Ростов-на-Дону, 19–21 апреля 2023 года. Ростов-на-Дону: Донской государственный технический университет, 2023. С. 168–169. EDN: TQXBSB
7. Акопян В.Ф., Кондрик И.В., Самсонов О.В. Моделирование отрицательных сил трения при реализации просадочных свойств грунта // Инженерный вестник Дона. 2018. № 1(48). С. 111. EDN: XSMPXF
8. Нгуен Ф.З. Исследование зависимости прочностных свойств грунта от его физического состояния // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 9(35). С. 23–28. EDN: PQNQEZ
9. Башинская О.Ю. Методы численного моделирования и расчёта осадки здания // Справочный центр LIRALAND – 2022. URL: https://www.liraland.ru (дата обращения: 18.03.2025).
10. Попов А.О., Сабитов Л.С., Языев Б.М., Айменов Ж.Т. Моделирование дополнительной осадки зданий и сооружений при утрате оголовков свай // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2023. Т. 15, № 4(60). С. 21–33. EDN: SVVDSI
11. Абед А. Математическое моделирование деформации основания реконструируемого фундамента из грунтоглиноцементных свай в просадочных грунтах // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2014. № 4(108). С. 46–48. EDN: VDXRHP
12. Дьяков С.Ф., Трофин К.А. Физическая нелинейность железобетонных конструкций в расчётных программных комплексах // Инженерные исследования. 2024. № 4(19). С. 3–11. EDN: DGIVTS
13. Дьяков С.Ф., Мустафина Л.В. Физическая нелинейность железобетона в изгибаемых элементах с учётом длительности действия нагрузки // Инженерные исследования. 2024. № 1(16). С. 13–22. EDN: BXYYBY
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Far Eastern Federal University: School of Engineering Bulletin
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
