Моделирование оснований и фундаментов

УДК 624.15:004.9
ББК 38.58-05
          Ч-91
Авторы: 
Н.В. Фёдорова, О.А. Ветрова, И.В. Гиясова, Б.И. Гиясов, П.А. Кореньков, А.А. Василькин, 
А.В. Алексанин, Н.В. Купчикова, О.О. Коренькова, Н.Г. Серегин, А.А. Бунов
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент В.Е. Русанов, генеральный директор НИЦ ТА;
доктор технических наук, профессор М.Г. Зерцалов, 
профессор кафедры механики грунтов и геотехники МГСУ
Чунюк, Дмитрий Юрьевич.
Ч-91	 	
Моделирование оснований и фундаментов [Электронный ресурс] : учебно- 
методическое пособие / Д.Ю. Чунюк, Е.С. Соболев ; Министерство науки и высшего 
образования Российской -Федерации, Национальный исследовательский Московский 
государст-венный строительный университет, кафедра механики грунтов и геотехники. — Электрон. дан. и прогр. (1,2 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 
2024. — URL: http://lib.mgsu.ru. — Загл. с титул. экрана.ISBN 978-5-7264-3540-4 (сетевое) 
ISBN 978-5-7264-3541-1 (локальное)
В учебно-методическом пособии рассмотрены теоретические аспекты моделирования 
оснований и фундаментов. Приведены сведения о необходимых для моделирования оснований 
и фундаментов свойствах грунтов. Рассмотрены расчетные комплексы и программы, применяющиеся при моделировании. Выделены особенности моделирования различных типов фундаментов.
Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство. 
Учебное электронное издание
	
© ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», 2024

Учебное электронное издание
Чунюк Дмитрий Юрьевич, Соболев Евгений Станиславович
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
Учебно-методическое пособие
Редактор В.А. Киселева
Корректор Ю.М. Викторова
Компьютерная правка и верстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS5.5, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 23.08.2024. Объем данных 1,2 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 14-23, (499) 183-91-90, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................ 5
Глава 1. ФИЗИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.......................... 9
1.1. Основные физические свойства................................................................................. 9
1.2. Основные механические свойства............................................................................ 10
1.3. Связь физических и механических характеристик грунтов.................................... 11
1.4. Нормативные документы для определения свойств грунтов.................................. 12
Глава 2. РАСЧЕТНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ............................................... 14
2.1. Основные расчетные комплексы.............................................................................. 14
2.2. Использование коэффициентов жесткости упругого основания........................... 16
2.3. Расчетные модели и их применимость..................................................................... 17
Глава 3. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГРУНТОВЫХ  
ОСНОВАНИЙ................................................................................................................. 19
3.1. Линейно-упругая модель (Linear Elastic).................................................................. 19
3.2. Упругопластическая модель (Mohr — Coulomb)........................................................ 19
3.3. Упругопластическая модель с упрочнением грунта (Hardening Soil)....................... 20
3.4. Модель слабого грунта (Soft Soil).............................................................................. 21
3.5. Модель скального грунта (Hoek — Brown)................................................................ 22
Глава 4. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ 
ФУНДАМЕНТОВ............................................................................................................ 24
4.1. Особенности моделирования с учетом типа фундамента........................................ 24
4.2. Этапы создания расчетной модели........................................................................... 26
4.3. Вариативность геотехнических расчетов................................................................. 27
4.4. Интерфейсные элементы.......................................................................................... 27
4.5. Валидация и верификация моделей......................................................................... 29
Вопросы для самопроверки................................................................................................. 32
Вопросы для самостоятельного изучения........................................................................... 33
Заключение.......................................................................................................................... 34
Библиографический список................................................................................................ 35

ВВЕДЕНИЕ
Моделирование оснований и фундаментов — это процесс создания математических 
моделей, которые описывают поведение грунтов и конструкций, взаимодействующих 
с ними. Основная задача моделирования на этапе проектирования — прогнозировать и анализировать деформации, напряжения и другие характеристики грунтового массива, вмещающего подземные конструкции.
Моделирование включает учет физических и механических свойств грунта и материала подземных конструкций, геометрию строительных элементов, а также условия окружающей среды. Оно помогает определить оптимальные параметры фундамента для обеспечения его надежности и устойчивости.
Модели, применяемые в расчетах, разработаны с использованием различных методов, включая аналитические, численные, например метод конечных элементов (рис. 1.1), 
и физическое моделирование в лабораторных условиях.
Рис. 1.1. Разбивка расчетной схемы на конечные элементы
Моделирование осуществляется в рамках проектирования различных инфраструктурных объектов, таких как основания, фундаменты, заглубленные и подземные сооружения, котлованы, насыпи и подпорные стены. Комплекс геотехнических работ по моделированию включает в себя несколько этапов, в том числе проведение геотехнических 
изысканий, разработку геотехнического обоснования строительства, создание проекта, 
сопровождение строительства и осуществление мониторинга.
В процессе нового строительства и реконструкции зданий и сооружений в соответствии с требованиями СП 22.13330.2016 [3] необходимо проводить моделирование для следующих типов сооружений: 
– особо опасных и уникальных;
– с повышенным уровнем ответственности;
– геотехнической категории 3;
– с подземной частью, глубина заложения которой превышает 5 м;
– в зоне воздействия на окружающую застройку;
– размещаемых на территориях с возможным развитием опасных инженерно-геологических процессов.