Испытание грунтов в приборах трехосного сжатия (в стабилометрах)

В п. 7.16 СП 11-105-97 указано: «Определение прочностных и деформационных характеристик грунтов в лабораторных условиях следует производить, как правило, методом трехосного сжатия и их результаты использовать для корректировки данных испытаний методами компрессионного сжатия и одноплоскостного среза». Значения модуля деформации, определенные в условиях трехосного сжатия, близки к значениям штампового модуля деформации.

Решения, приведенные в нормативной литературе, допускают проектирование оснований зданий и сооружений при давлениях на основание, не превышающих предела пропорциональности зависимости «напряжение деформация». Однако в настоящее время проектирование оснований зданий и сооружений допускается выполнять при давлении на основание более расчетного сопротивления грунта с использованием нелинейных моделей грунтов. В этом случае расчет оснований выполняется с применением численных методов. В эти нелинейные зависимости, называемые определяющими уравнениями, помимо стандартных характеристик грунтов, входят дополнительные механические параметры и коэффициенты, которые могут быть определены только по результатам стабилометрических испытаний (в условиях трехосного сжатия).

Результаты стабилометрических испытаний представляются в виде графиков: q=f(P), q=f(γ), ε₁=f(ε₁) и т.д. На основе этих графиков определяются требуемые параметры модели.

Данные модели позволяют наиболее точно прогнозировать поведение различных геотехнических сооружений.
Установки и устройства трехосного сжатия обеспечивают определение:

• угла внутреннего трения φ;
• удельного сцепления с;
• модуля упругости Еur;
• модуля деформации Е;
• коэффициента поперечной деформации (Пуассона) ν и порового давления для песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.
• Дополнительные параметры:OCR, R_f, E₅₀.

Преимущества использования стабилометров:

• можно контролировать условия дренирования и измерять поровое давление;
• распределение напряжений в образце остается более или менее постоянным и более однородным, чем при прямом срезе;
• может быть определено изменение объема при сдвиге.

На рисунке ниже показана схема устройства прибора для трехосного испытания грунта. Боковое давление, создаваемое воздухом или жидкостью в рабочей камере, σ₃=σ₂ поддерживается постоянным, а вертикальное напряжение σ₁ увеличивается ступенями ∆σ₁. При определенной величине разности (девиаторе) напряжений (σ₁–σ₃) наступает разрушение образца по наклонной плоскости. В отличие от испытаний на прямой срез, где плоскость среза определена конструктивно (горизонтальна) в приборе трехосного сжатия положение плоскости разрушения зависит от условий нагружения σ.

Испытания в стабилометре проводят по следующим трем схемам:

1. Неконсолидированно-недренированное испытание – для определения сопротивления недренированному сдвигу водонасыщенных глинистых, органо- минеральных и органических грунтов природной плотности;
2. Консолидированно-недренированное испытание – для определения характеристик прочности глинистых, органоминеральных и органических грунтов в нестабилизированном состоянии;
3. Консолидированно-дренированное испытание – для определения характеристик прочности и деформируемости любых дисперсных грунтов в стабилизированном состоянии.

Ниже приведен образец паспорта отчета.

Цены на испытания (с группировкой по названию)

Максимов Ф.А.

Технический директор

Кандидат технических наук

Председатель регионального отделения Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению

ResearchGate

Scholar.Google

Научные работы

Исследования в высокорейтинговых мировых изданиях

1. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2026) ‘A multiscale approach for the uncertainty quantification in the steady-state response of nonlinear soil-structure systems’, Reliability Engineering & System Safety (RESS). (Submitted).


2. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2026) ‘Nonlinear soil-structure interaction in geotechnical seismic isolation: A two-stage DEM-Preisach formalism framework’, Computers & Structures, 323, p. 108159.


3. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2025) ‘Influence of soil particle distribution on the steady-state harmonic response of nonlinear soil–structure interaction systems’, in Proceedings of the Eighteenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing (Civil-Comp 2025), Cagliari, Italy, 27–29 August.


4. Maksimov, F., Contento, A., Briseghella, B. and Cacciola, P. (2025) ‘Effects of uncertainties in the particle distribution of rubber–soil mixture on the performance of shallow foundations’, in Ghanem, R., Johnson, E., Masri, S. and Olivier, A. (eds) Proceedings of the 14th International Conference on Structural Safety and Reliability (ICOSSAR 2025), Los Angeles, California, USA.


5. Tombari, A. and Maksimov, F. (2025) ‘A discrete-element-based approach to generate random parameters for soil fatigue models’, Journal of Marine Science and Engineering, 13(6), p. 1145.


6. Tombari, A., Cacciola, P. and Maksimov, F. (2023) ‘A discrete element-based Monte Carlo study for the calibration of cyclic soil degradation models for saturated sands’, in Proceedings of the 14th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering (ICASP14), Dublin, Ireland.


7. Maksimov, F. and Tombari, A. (2023) ‘Calibration of cyclic soil degradation models through the discrete element method’, in Proceedings of the 10th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering (NUMGE 2023), Imperial College London, United Kingdom.


8. Maksimov, F. and Tombari, A. (2022) ‘Derivation of cyclic stiffness and strength degradation curves of sands through discrete element modelling’, Modelling, 3(4), pp. 400–416.

Публикации в изданиях ВАК РФ и международных базах цитирования

1. Максимов, Ф. А. Методика оценки крутящего момента при устройстве винтовых свай / Ф. А. Максимов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2017. – №1. – С. 14–18.


2. Максимов, Ф. А. Оценка работы боковой поверхности ствола винтовой металлической сваи в глинистом грунте / Ф. А. Максимов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2017. – №2. – С. 14–18.


3. Полищук, А. И. Инженерный метод расчета осадки винтовой двухлопастной сваи в глинистом грунте / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2017. – №6. – С. 9–14.


4. Polishchuk, A. I. Numerical Analysis of Helical Pile–Soil Interaction under Compressive Loads / A. I. Polishchuk, F. A. Maksimov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – 262012099. PDF


5. Полищук, А. И. Совершенствование конструкции винтовых свай для фундаментов временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2016. – №4. – С. 37–40.

Публикации в других изданиях

1. Максимов, Ф. А. Исследования совместной работы двухлопастной винтовой сваи с грунтом в лабораторных условиях / Ф. А. Максимов, Е. Н. Серебренникова, М. М. Скоморохов // Сборник научных статей конференции «Геотехника: теория и практика». – СПб.: СПбГАСУ, 2013. – С. 52–55.


2. Полищук, А. И. Винтовые двухлопастные сваи и перспективы их использования для фундаментов временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов, И. В. Болгов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых, 2–4 декабря 2014 г. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – С. 232–234.


3. Полищук, А. И. Винтовые металлические сваи и обоснование их конструктивного решения для фундаментов быстровозводимых временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Сборник научных трудов, посвященный 60-летию Заслуженного изобретателя СССР, Лауреата Премии Совета Министров СССР, Академика РАЕН Габибова Фахраддина Гасан оглы. – Баку, 2016. – С. 156–164.


4. Полищук, А. И. Обоснование конструктивного решения винтовых свай для фундаментов быстровозводимых временных зданий / А. И. Полищук, Ф. А. Максимов // Вестник ПНИПУ. – 2015. – №4. – С. 62–75.

Патенты РФ на полезную модель

1. Пат. 139824 Российская Федерация, МПК7 Е 02 D 5/56. Винтовая свая / Ф. А. Максимов, С. Ю. Павлов, М. М. Скоморохов, А. И. Полищук. – №2013149441; заявл. 06.11.2013; опубл. 27.04.2014, Бюл. №12. – 1 с.


2. Пат. 151668 Российская Федерация, МПК7 G01L 1/22. Динамометр для измерения крутящих моментов при ввинчивании металлических свай / Ф. А. Максимов, А. И. Полищук, С. Ю. Павлов, М. М. Скоморохов, Е. Е. Рихтер. – №2014126113; заявл. 26.06.2014; опубл. 10.04.2015, Бюл. №10. – 2 с.

Федор Максимов

Технический директор, кандидат технических наук, доцент, председатель челябинского отделения Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению (РОМГГиФ)

Оформить

заявку

Отзывы о нас

Благодарственное письмо Сети-Строй

Благодарственное письмо Бизнес Строй

Благодарственное письмо Трест Магнитострой

Смотреть все отзывы

Выполненные объекты