Parametric analysis of the influence of vertical reinforcement of soil bases with rigid elements on increasing the deformation modulus and structural stability
Keywords:
вертикальне армування, ґрунтові основи, жорсткі елементи, модуль деформації, стійкість споруд, паліAbstract
This paper is dedicated to investigating the impact of vertical reinforcement of soil bases with rigid elements on enhancing the deformation modulus and overall structural stability. The primary objective is to establish optimal reinforcement parameters, including the selection of rigid element materials, to ensure increased bearing capacity and reduced base deformations. Furthermore, a comparative analysis of reinforcing elements made from various materials (reinforced concrete, steel, soil-cement, composite materials) is conducted, evaluating their advantages and disadvantages.
The study employs analytical calculation methods, a comparative analysis of existing experimental results, an examination of regulatory documentation, and empirical models to assess the effectiveness of different reinforcement techniques (soil mixing piles, jet grouting, composite reinforcement, metallic elements).
To obtain the results, a comparison of the influence of various reinforcement types on the increase in the soil deformation modulus was performed. It was found that soil mixing pile technology allows for an increase in the deformation modulus by up to 70%, while the application of jet grouting more than doubles it. It was established that composite materials exhibit low corrosion susceptibility but are inferior in terms of elastic modulus to steel reinforcing elements. Optimal application areas for different reinforcement technologies are proposed based on soil type and operational conditions.
The scientific novelty of this research lies in the systematic analysis of the influence of vertical reinforcement with rigid elements on the change in the deformation modulus of soil bases, which allows for the development of optimal parametric recommendations for foundation design in various geotechnical conditions.
The obtained results can be utilized in the design of foundation bases, contributing to a more effective solution to the problem of ensuring the stability of buildings and structures in complex engineering-geological conditions.
References
Vidal M.H. The Development and Future of Reinforced Earth-Keynote address. Proceedings of the ASCE symposium on Earth Reinforcement ASCE, Pittsburgh, Pennsylvania, Apr.,1978, pp. 1-61.
Schlosser F., Elias V. Friction in reinforced earth. Proceedings of the ASCE symposium on Earth Reinforcement ASCE, Pittsburgh, Pennsylvania, Apr.,1978, pp. 735-763.
Юхименко А.І. Технологія горизонтального бурозмішувального армування ґрунтів основ споруд: дис. … канд. техн. наук: 05.23.08 Одеса, 2017. 182 с.
Зоценко М.Л., Винников Ю.Л., Зоценко В.М. Бурові ґрунтоцементні палі, які виготовляються за бурозмішувальним методом: монографія. Харків: Друкарня Мадрид, 2016. 94 с.
Раздуй Р.В. Напружено-деформований стан системи «ґрунтоцементна основа – фундамент – будівля»: дис. … д-ра філос.: 05.23.02; 192. Полтава, 2023. 194 с.
Блащук Н.В., Маєвська І.В. Визначення модуля деформації основи, армованої вертикальними елементами. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2021. Вип. 2. С. 45-53.
Гріщенко Р.П., Маєвська І.В. Аналіз параметрів грунтової основи, армованої грунтоцементними палями з використанням золи винесення. Матеріали конференції «XLIХ Науково-технічна конференція підрозділів Вінницького національного технічного університету (2020)», Вінниця, 2020. URL: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fbtegp/all-fbtegp-2020/paper/view/9082/7826
Зоценко М.Л., Іванченко В.Г. Дослідження стисливості армованих ґрунтів методом пресіометрії. Збірник наукових праць Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка. Серія: галузеве машинобудування, будівництво. 2015. Вип. 2 (44). С. 90-97.
Маєвська І.В., Неволя Л.І. Порівняльна оцінка ефективності армування ґрунту вертикальними стержнями з різних матеріалів. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2022. Вип. 54. С. 54-60.
ДБН В.2.1-10:2018. Основи і фундаменти будівель та споруд. [Чинний від 2019-01-01]. К.: Мінрегіонбуд України, 2018. 34 c.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
