Двумерная консолидация основания фундаментной плиты с учетом анизотропии фильтрационных свойств грунта

Рассматривается задача оценки погрешности одномерной теории консолидации К. Терцаги применительно к прогнозу осадок во времени для фундаментных плит большой площади. При значительных размерах фундаментной плиты и существенной анизотропии фильтрационных свойств грунтового основания (k_x/k_y>>1) процесс консолидации приобретает выраженный двумерный характер за счет бокового оттока поровой воды за пределы загруженной области. Выполнено параметрическое численное исследование методом конечных элементов (Plaxis 2D) для осесимметричной модели фундаментной плиты на глинистом основании при варьировании радиуса плиты (R=10, 20, 30 м), мощности глинистого слоя (H=5, 10, 20 м) и коэффициента анизотропии фильтрации (k_x/k_y=1, 2, 5, 10). Установлено, что при малых значениях отношения R/H (R/H=0,5) увеличение коэффициента анизотропии с 1 до 10 приводит к ускорению консолидации в 2,6 раза, тогда как при R/H=6 влияние анизотропии пренебрежимо мало. Определены границы применимости одномерного подхода в зависимости от R/H и степени анизотропии фильтрации.

А.З. ТЕР-МАРТИРОСЯН, д-р техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.В. РУДЬ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
П.В. ШИШКИНА, студент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.М. ВАРОСЯН, студент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Никифорова Н.С., Пирогов Д.Д. Цифровые методы прогнозирования осадок фундаментов // Вестник МГСУ. 2026. Т. 21. № 2. С. 195–206. EDN: ­DDTEVZ.
https://doi.org/10.22227/1997-0935.2026.2.195-206
1. Nikiforova N.S., Pirogov D.D. Digital methods for predicting foundation settlements. Vestnik MGSU. 2026. Vol. 21. No. 2, pp. 195–206. (In Russian). EDN: ­DDTEVZ. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2026.2.195-206
2. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З., Нгуен Х.Х. Консолидация и ползучесть оснований фундаментов конечной ширины // Вестник МГСУ. 2013. № 4. С. 38–51. EDN: ­PZIELL
2. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z., Nguyen H.H. Consolidation and creep of subfoundations having finite widths. Vestnik MGSU. 2013. No. 4, pp. 38–51. (In Russian). EDN: ­PZIELL
3. Тер-Мартиросян З.Г., Тер-Мартиросян А.З. Консолидация водонасыщенного грунта при действии циклической нагрузки // Вестник МГСУ. 2010. № 4. С. 194–197. EDN: ­RTSQOF
3. Ter-Martirosyan Z.G., Ter-Martirosyan A.Z. Consolidation of saturated soil under cyclic load. Vestnik MGSU. 2010. No. 4, pp. 194–197. (In Russian). EDN: ­RTSQOF
4. Мосолов Г.В., Димов И.Л. Применение современных моделей грунтов при выполнении численных расчетов оснований и фундаментов резервуаров // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2021. Т. 11. № 3. С. 257–269. EDN: ­UYORNS. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2021-11-3-257-269
4. Mosolov G.V., Dimov I.L. Application of modern soil models in numerical analysis of foundations and tanks. Nauka i Tekhnologii Truboprovodnogo Transporta Nefti i Nefteproduktov. 2021. Vol. 11. No. 3, pp. 257–269. (In Russian). EDN: ­UYORNS. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2021-11-3-257-269
5. Ai Z.Y., Zeng W.Z. Axisymmetric consolidation of saturated multi-layered soils with anisotropic permeability due to well pumping. Computers and Geotechnics. 2017. Vol. 92, pp. 229–239.
https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2017.08.015
6. Chen Z.J., Feng W.Q., Yin J.H. et al. Finite element model and simple method for predicting consolidation displacement of soft soils exhibiting creep underneath embankments in 2-D condition. Acta Geotechnica. 2023. Vol. 18, pp. 2513–2528. EDN: ­NWIEJR. https://doi.org/10.1007/s11440-022-01741-z
7. Liu K., Chen J., Kang J. Long-term consolidation settlement behavior of piled raft foundations on soft clay considering strain rate effect. Transportation Infrastructure Geotechnology. 2025. Vol. 12. Art. 242. EDN: ­IQJGCR. https://doi.org/10.1007/s40515-025-00702-9
8. Ho L., Fatahi B. Analytical solution for the two-dimensional plane strain consolidation of an unsaturated soil stratum subjected to time-dependent loading. Computers and Geotechnics. 2015. Vol. 67, pp. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2015.02.011
9. Liu Y., Zheng J.-J., Cao W.-Z. A closed-form solution for 2D plane strain consolidation in unsaturated soils considering the lateral semipermeable drainage boundary. Computers and Geotechnics. 2021. Vol. 140. 104435. EDN: ­LOZQEV. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2021.104435
10. Ai Z.Y., Hu Y.D. Time effect of vertically loaded piled rafts in layered cross-anisotropic viscoelastic saturated soils. Computers and Geotechnics. 2020. Vol. 119. 103384. EDN: ­LOXQVG.
https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103384