Key words: culture of speech, rhetoric, dialogue, word, stylistics, declamation

● Əскери єылым

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

411

УДК 693.3 

В.В. Грузин

1

, П.А. Ермекбаев

2

, К.Б. Есбергенов

2 

(

1 

Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина,  

 Астана, Республика Казахстан 

2 

Национальный университет обороны,  Щучинск, Республика Казахстан) 

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВЫХ  

ОСНОВАНИЙ МЕСТ ХРАНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНЫХ СРЕДСТВ 

Аннотация.  В  статье  выполнен  анализ  факторов  влияющих  на  эффективность  функционирования 

объектов,  обеспечивающих  хранение  материальных  средств,  приведены  сведения  о  технологии  усиления  их 

грунтовых  оснований,  сформулировано  направление  аналитических  исследований  по  разработке 

математической  модели  динамической  деформации  грунтовой  среды  ненарушенной  структуры  в  виде 

упругопластического полупространства в виде зависимости «напряжение - относительная деформация». 

Ключевые слова. Грунт, грунтовое основание, хранение материальных средств, технология подготовки 

грунтовых  оснований,  уплотнение,  относительная  деформация,  напряжение  в  грунте,  математическая  модель 

«напряжение - относительная деформация». 

Хранение материальных средств на военных объектах в мирное время составляет до 70-90% от 

общей продолжительности их эксплуатации [1]. В связи с этим, в результате спустя 35-40 лет на 

данных объектах появляются проблемы, связанные: 



 

с просадкой оснований зданий хранилищ; 



 

подъемом  уровня  грунтовых  вод  в  полуподземных  хранилищах  из-за  появления 

естественных водоемов; 



 

засолением поверхности грунтов; 



 

пучением грунтов у оснований полуподземных хранилищ и их подъем в зимний период. 

Комплексное воздействие указанных факторов приводит к изменению физико-механических 

свойств грунтовых оснований и, как следствие, преждевременному разрушению фундаментов зданий 

и сооружений, где осуществляется хранение военного имущества.  

Следует  отметить,  что  хранение  специальных  материальных  средств  требует  необходимости 

повышения живучести запасов боеприпасов при увеличении сроков их хранения, возрастании риска 

пожаров и взрывов на арсеналах, базах и складах  в мирное и военное время. При этом факторами, 

обостряющими данную проблему, являются: 

1. Возрастание количества непригодных и не применяющихся длительное время в ВС

боеприпасов на плохо оборудованных основаниях площадок открытого хранения.  

2. Постоянное перекладывание боеприпасов, находящихся на площадках открытого хранения.

3. Содержание части запасов боеприпасов в окончательно снаряженном состоянии, ведущее к

возрастанию уровня взрыво-пожароопасности  мест хранения боеприпасов. 

4. Недостаточно эффективное инженерное оборудование площадок для мест хранения

боеприпасов. 

5. Наличие проблемных вопросов и противоречий отдельных положений НТД  нормам и

правилам организации хранения взрывчатых материалов. 

Поэтому  для  увеличения  несущей  способности  грунтовых  оснований  мест  хранения 

материальных средств на открытых площадках, а также сооружений промышленного, гражданского и 

военного  назначения,  с  одновременным  уменьшением  расходов  на  возведение  и  их  содержания 

актуальными являются вопросы поиска эффективных технологий подготовки грунтовых оснований и 

совершенствования  конструкций  грунтоуплотняющего  оборудования.  Одним  из  эффективных 

способов  создания  оснований  мест  хранения  материальных  средств  во  всех  климатических  зонах  с 

различными  группами  грунтов  является  способ,  обеспечивающий  повышение  плотности  грунта  и 

●

В О Е Н Н Ы Е   Н А У К И

● Военные науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

412 

щебеночного  основания  с  последующей  установкой  железобетонных  подкладок  для  хранения 

материальных средств, представленный на рисунке 1 [2]. 

1  -  уплотнение  грунта  насыпи  трамбующим  катком  и  формирование  выемок  грунтоуплотняющим 

оборудованием  на  базовом  шасси  для  железобетонных  подкладок;  2  -  подготовленное  основание;  3,  4  - 

установка железобетонных подкладок под материальные средства; 5 и 6 – укладка материальных средств 

Рис. 1. Технологическая последовательность операций подготовке грунтового основания и щебеночного 

покрытия площадок для хранения материальных средств: 

Выполнение  указанной  последовательности  в  технологии  подготовки  грунтового  основания  с 

щебеночным  покрытием  на  бетонных  подкладках,  позволяет  повысить  надежность  конструкции  и 

увеличить  несущую  способность  площадки  открытого  хранения,  что  обеспечивает  устойчивость 

штабеля с материальными средствами в течение длительного периода их хранения.  

На  основании  изложенного  актуальным  направлением  является  изучение  деформационных 

свойств  грунтов  с  целью  проведения  своевременных  мероприятий  как  по  усилению  уже 

существующих оснований и фундаментов зданий и сооружений военного назначения, а также и для 

вновь создаваемых. 

Многочисленными  исследованиями  установлено,  что  зависимость  между  приложенными 

напряжениями  и  вызванными  ими  деформациями  в  грунте  носит  нелинейный  характер.  Так, 

например, А.А. Бартоломей предлагает её записать в виде [3]: 





m

c

n

n

c

c





















,

(1) 

где 

c



 и 

n



 – коэффициенты, определяемые опытом;  

c



 – напряжение, не превышающее структурной прочности грунта 

стр

c

P





; 

n



 – напряжение, обуславливающее деформацию грунта - 

c

n











;  

m

 – параметр нелинейности, определяемый опытным путём.  

Коэффициент 

c



 обратно пропорционален модулю упругости: 

у

c

E

1





,

(2) 

а коэффициент 

n



 является функцией модуля общей деформации 

 

z

E

:

 

 

z

E

k

r

п







, 

(3) 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

● Əскери єылым 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

413

где 

 



k

 - коэффициент, зависящий от коэффициента Пуассона; 

r

 – параметр (≤1), определяемый опытным путём. 

И.И.  Черкасов  с  помощью  штампов  исследовал  в  полевых  и  лабораторных  условиях 

взаимодействия  трехфазной  дисперсной  среды  с  нагрузкой,  передаваемой  ей  жестким  телом 

(фундаментом или штампом для полевых испытаний) [4].  

Для описания нелинейной зависимости относительной деформации грунта от приложенного к 

нему напряжения С.Р. Месчян предлагает три варианта аппроксимирующих функций [5]: 





)

exp(

1

2

1















k

k

, 

 

 

 

 

(4) 

4

3

k

k









,                             

 

 

(5) 

7

6

5

k

k

k















, 

 

 

 

 

 

(6) 

где 

7

1

...k

k

 – коэффициенты, определяемые при помощи опытов.  

В  процессе  разработки  более  точной  модели  динамической  деформации  грунтовой  среды 

ненарушенной  структуры  в  виде  упругопластического  полупространства  была  исследована 

возможность описания зависимости «напряжение - относительная деформация» функцией вида (4).  

Учитывая структурную прочность грунта 

стр



, зависимость (4) для всех 

стр



 

 представим в 

следующем виде: 





)

(

1

2

1

)

(

стр

k

e

k





















. 

              

 

 

(7) 

Для уточнения коэффициентов 

1

k

 и 

2

k

 была использована известная зависимость коэффициента 

пористости грунта 

e

 от заданной величины приложенного сжимающего напряжения 



: 

 

)

1

(

)

(

)

(

0

0

e

e

e















, 

 

 

 

 

(8) 

где 

0

e

 – начальный коэффициент пористости грунта.  

В ходе теоретических исследований с помощью математической модели был получен вариант 

зависимости «напряжение - относительная деформация»): 

 





3

2

)

(

1

1

)

(

k

k

стр

e

k





















 

 

 

 

(9) 

 

Исследования  с  помощью  ранее  созданной  математической  модели  позволили  определить 

коэффициенты 

3

2

1

,

,

k

k

k

 [5], подставив их значения, получим: 

 





4

,

1

)

(

10

03

,

2

7

1

2564

,

0

)

(

стр

e

























 

 

              

(10) 

 

Для анализа адекватности разработанной модели было проведено сравнительное исследование 

полученных  теоретических  и  имеющихся  практических  результатов  для  суглинков  различной 

консистенции.  Сравнительный  анализ  экспериментальных  и  аналитических  данных  позволяют 

сделать  вывод  о  применимости  уравнения  (10)  для  описания  зависимости  «напряжение  – 

относительная деформация» суглинка ненарушенной структуры с числом пластичности 

5

,

0

0





P

I

 

в  рабочем  диапазоне  нагрузок  при  моделировании  импульсного  воздействия  рабочего  органа  на 

грунт ненарушенной структуры. 

В  качестве  исходных  характеристик  грунта  были  использованы  нормативные  значения 

удельного сцепления 

c

, угла внутреннего трения 



, а так же коэффициент пористости 

0

e

 грунта 

[4, 6, 7]. 

В таблице приведены для сравнения теоретические и экспериментальные данные исследований 

времени  импульсного  воздействия 

t

рабочего  органа  на  упругопластическое  полупространство 

(грунт). 

 

 

 

 

● Военные науки 

 

                                                    

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

414 

Таблица. Сравнительный анализ результатов проведенных исследований 

 

i, 

Па

с 

Время импульсного воздействия, с 

Модель (10) 

(теор.) 

Хархута Н.Я. (эксп.) 

Тарасов В.Н. (теор.) 

5 000 

0,0150 

0,015 

0,016 

10 000 

0,0196 

0,020 

0,023 

15 000 

0,0254 

0,025 

0,029 

20 000 

0,0310 

0,030 

0,034 

25 000 

0,0360 

0,035 

0,038 

 

В результате проведения исследований были получены: 



 

зависимость плотности суглинка от его пористости 

 

0

e

f





: 

260

1

2700

0







e



.   

 

 

 

 

(11) 



 

зависимость структурной прочности суглинка от его пористости 

 

0

e

f

стр





: 

 









1

95

,

0

0

4

0









e

k

стр

I

стр

L





. 

 

 

 

 

(12) 

 

Применение  математической  модели  с  учетом  выражений (10)  позволило  получить 

графические  зависимости  времени  воздействия  для  суглинков  различной  консистенции  с  учетом 

модуля деформации и величины вдавливающего импульса (см. рисунок 2).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Зависимости относительной деформации грунта от напряжения в диапазоне от 0,02 МПа до 12,02 МПа 

для различных аппроксимирующих функций 

 

В  результате  выполненных  исследований,  являющихся  составной  частью  комплексных 

исследований,  направленных  на  совершенствование  существующих  технологий  подготовки 

грунтовых оснований, предварительно установлено, что по сравнению с существующими способами 

устройтсва подобных площадок открытого хранения инновационный способ позволит: 

1)  уменьшить  стоимость  объема  эксплуатационных  работ  по  содержанию  и  обеспечнию 

сохранности  материальных  средств  на  величину  более  20 %  без  снижения  качества  производства 

работ и несущей способности грунтовых оснований; 

2) применить естественный грунт в качестве строительного материала для оснований; 

3)  увеличить  несущую  способность  основания  и  подкладочных  материалов  на  величину  до 

24 % в сравнении с традиционном методом хранения; 

4)  значительно  сократить  грузоперевозки  по  перекладке  материальных  средств  с  одних  мест 

хранений на другие; 

● Əскери єылым 

 

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

 

415

5)  существенно  повысить  пожаро-,  взрывобезопасность  в  процессе  хранения  материальных 

средств.  

По  результатам  теоретических  исследований  была  рассчитана  погрешность  математической 

модели  приложения  нагрузки  для  суглинков  различной  консистенции,  величина  которой  не 

превышает  19,1%,  что  является  вполне  приемлемым  для  подобных  расчётов.  Возможной  причиной 

расхождения  теоретических  и  экспериментальных  данных  является  отсутствие  данных, 

описывающих зависимость структурной прочности от консистенции и пористости грунта. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

1.

 

Грузин  В.В.,  Есбергенов  К.Б.  Совершенствование  технологии  и  механизации  земляных  работ  при 

возведении  фортификационных  сооружений.  Материалы  Международной  научно-практической  конференции 

«Наука и ее роль в современном мире», Карагандa, Болашак-Баспа, 2011. С. 29-31. 

2.

 

Инновационный патент № № 27504. Способ подготовки основания места для хранения материальных 

средств.  Грузин  В.В.,  Есбергенов  К.Б.,  Катчибаев  А.Б.  Астана,  Комитет  по  правам  интеллектуальной 

собственности МЮ РК, опубл. 15.10.2013, бюл. № 10. 

3.

 

Бартоломей А.А. и др. Прогноз осадок свайных фундаментов. М: Стройиздат, 1994. - 384с. 

4.

 

Григорян  А.А.,  Чиненков  Ю.А.  Набивные  сваи  с  уплотненным  забоем:  Строительные  материалы, 

изделия. Обзорная информация ВНИИС. Вып. 2-М., 1981. - 46с. 

5.

 

Месчян  С.Р.  Механические  свойства  грунтов  и  лабораторные  методы  их  определения  (с  учетом 

временных эффектов). М.: Недра, 1974.-192c. 

6.

 

Грузин  В.В.,  Нураков  С.Н.,  Исатов  А.Е.  Исследование  и  создание  импульсной  системы  навесного 

оборудования для механизации работ по уплотнению грунтов. //Международный научный журнал «Актуальные 

проблемы современности» Караганда, Болашак-Баспа, 2006, №3, С. 225-230. 

7.

 

Абраменков  Д.Э.,  Грузин  А.В.,  Грузин  В.В.  Средства  механизации  и  технология  строительного 

производства. Монография. Под общ. ред. д.т.н., проф. Э.А. Абраменкова. – Saarbrucken, Germany: Рalmarium 

academic publishing , 2012. – 327 с. 

 

REFERNCES 

1.  Gruzin  V.V.,  Esbergenov  K.B.  Sovershenstvovanie  tekhnologii  i  mekhanisatsii  semlyanykh  rabot  pri 

vozvedenii fortifikatsionnykh sooruzheniy. Materialy Mezhdunarodnoiy nauchno-prakticheskoiy konferentsii «Nauka i 

ee rol v sovremennom mire». Karaganda, Bolashak-Baspa, 2011. S. 29-31.    

2.  Innovacionnyi  patent  № 27504.  Sposob  podgotovki  osnovaniya  mesta  dlya  hraneniya  materialnyh  sredstv. 

Gruzin V.V., Esbergenov K.B., Katchibaev A.B. Astana, Komitet po pravam intellektual'noi sobstvennosti MYU RK, 

opubl. 15.10.2013, byul. № 10. 

3. Bartolomeiy A.A. i dr. Prognos osadok svaiynykh fundamentov. M: Stroiyisdat, 1994. – 384s.  

4.  Grigoryan  A.A.,  Chinenkov  Yu.A.  Nabivnye  svai  s  uplotnennym  zaboem:  Stroitelnye  materially,  izdeliya. 

Obzornaya informatsiya VNIIS. Vyp.2 – M., 1981. – 46s.  

5.  Meschyan  S.R.  Mekhanicheskie  svoiystva  gruntov  i  laboratornye  metody  ikh  opredeleniya  (s  uchetom 

vremennykh effektov). M.: Nedra, 1974. – 192s. 

6.  Gruzin  V.V.,  Nurakov  S.N.,  Isatov  A.E.  Issledovanie  i  sozdanie  impulsnoiy  sistemy  navesnogo 

oborudovaniya  dlya  mekhanizatsii  rabot po  uplotneniyu gruntov.//  Mezhdunarodnyiy  nauchnyiy  zhurnal    «Aktualnye 

problemy sovremennosti». Karaganda, Bolashak-Baspa, 2006, №3, S. 225-230.  

7.  Abramenkov  D.E.,  Gruzin  A.V.,  Gruzin  V.V.  Sredstva  mekhanizatsii  i  tekhnologiya  stroitelnogo  

proizvodstva.  Monografiya.  Pod  obshch.  red.  d.t.n.  prof.  E.A.  Abramenkova.  –  Saarbrucken,  Germany:  Рalmarium 

academic publishing , 2012. – 327 s.    

 

Грузин В.В., Ермекбаев П.А., Есбергенов Қ.Б. 

Материалдық құралдарды сақтайтын орындардың жер тұғырын тығыздау параметрлерін дəлелдеу 

Түйіндеме.  Мақалада  материалдық  заттардың  сақталуын  қамтамасыз  ететін  объектілердің  қызмет 

етуінің  тиімділігіне  əсер  ететін  факторлардың  сараптамасы  істелінген,  жердің  топырақтық  негізін  күшейту 

технологиясы жайлы мəлімет келтірілген, «қысым – қатынастық деформация» тəуелділігі түрінде топырақтық 

аяның  бұзылмаған  серпімді-пластикалық  жартыкеңістіктік  құрылымының  динамикалық  деформациясының 

математикалық моделінің аналитикалық зерттеудің бағыты тұжырымдалған. 

Кілттік сөздер. Топырақ, топырақтық негіз, материалдық заттарды сақтау, топырақтық негізді дайындау 

технологиясы,  қысымдану,  қатынастық  деформация,  топырақтағы  қысым,  математикалық  модель  «қысым  – 

қатынастық деформация». 

 

 

 

 

● Военные науки 

 

                                                    

№5 2014 Вестник КазНТУ  

          

416 

Грузин В.В., Ермекбаев П.А., Есбергенов К.Б. 

Обоснование параметров уплотнения грунтовых оснований мест хранения материальных средств. 

Резюме. В статье выполнен анализ факторов влияющих на эффективность функционирования объектов, 

обеспечивающих  хранение  материальных  средств,  приведены  сведения  о  технологии  усиления  их  грунтовых 

оснований, сформулировано направление аналитических исследований по разработке математической модели 

динамической  деформации  грунтовой  среды  ненарушенной  структуры  в  виде  упругопластического 

полупространства в виде зависимости «напряжение - относительная деформация». 

Ключевые слова. Грунт, грунтовой основание, хранение материальных средств, технология подготовки 

грунтовых  оснований,  уплотнение,  относительная  деформация,  напряжение  в  грунте,  математическая  модель 

«напряжение - относительная деформация». 

 

Gruzin V.V., Ervekpaev P.A., Esbergenov K.B. 

Proof of seal parameters soil bases of storage of material resources. 

Summary. This article gives an analysis of the factors affecting the efficiency of the facilities providing storage 

material  resources,  provides  information  about  the  technology  in  enhancement  of  their  soil  foundations,  articulated 

direction of analytical research on developing a mathematical model of the dynamic deformation of soil environment 

undisturbed as elastoplastic halfspace as dependence "pressure - relative deformation ". 

жүктеу/скачать 15,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: