V. V. Yepin, V. V. Korepanov
ASSESSMENT OF THE DEFORMED STATE OF FOUNDATION SOIL
FROM THE CRACK DISTRIBUTION PATTERN
DOI: 10.17804/2410-9908.2025.6.068-079 This paper proposes an assessment of the type of the strain state of subsurface soil from the distribution pattern of defects in buildings. The presented mathematical model of the brick-wall–soil-foundation system is used to perform calculations with two types of boundary conditions characteristic of subsurface soil zones. The first type specifies uneven vertical settlements of the soil foundation, while the second specifies tensile deformations of the soil foundation. Besides, using crack distribution data, the paper quantitatively describes the deformations of different parts of two buildings on subsurface soil. The experimentally obtained deformation pattern is compared with the results of numerical simulation. The analysis of this comparison has allowed us to determine which of the two types of the strain state of soil foundation is closer to the case under study. Thus, it is possible to make a rapid assessment of the soil deformation pattern judging by the building’s external appearance.
Acknowledgement: The work was performed under the state assignment, theme No. 124020700047-3. Keywords: subsurface areas, vertical settlements, brick wall, soil foundation, numerical simulation References:
- Kashevarova, G.G., Vorobyev, A.V., and Faizov, I.N. Numerical modeling to assess the carrying capacity of panel buildings on undermined areas. Vestnik IzhGTU, 2013, 4 (60), 126–130. (In Russian).
- Ermakov, V.V. and Patrakov, A.N. Monitoring of load-bearing structures of residential buildings constructed on subsidence areas without structural protection measures. Vestnik Permskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta. Stroitelstvo i Arkhitektura, 2010, 1, 63–71. (In Russian).
- Gorbunova, N.N., Tereshin, A.A., Shilkin, D.V., and Mirkushov, O.Yu. Monitoring vertical movements of structures in the zone of influence of construction works. Marksheyderskiy Vestnik, 2021, 1 (140), 39–43. (In Russian).
- Usanov, S.V. and Konovalova, Yu.P. Accidental buildings’ deformations during construction deriving tunnels in urbanized territories. Problemy Nedropolzovaniya, 2016, 4 (11), 104–110. (In Russian).
- Panzhin, A.A. and Panzhina, N.A. Deformation monitoring of the impact of metro construction on buildings and structures. In: Trudy VI Mezhdunarodnoy konferentsii “Proektirovanie, stroitelstvo i ekspluatatsiya kompleksov podzemnykh sooruzheniy” [The 6th International Conference on Design, Construction, and Operation of Underground Structures, Ekaterinburg, April 10–11, 2019]. UGGU Publ., Ekaterinburg, 2019, pp. 4–10. (In Russian).
- Lyskov, I.A., Musikhin, V.V., and Kashnikov, Yu.A. Monitoring of surface deformation processes by radar interferometry. Nedropolzovanie, 2010, 5, 11–16. (In Russian).
- Nesova, A.V., Shestavin, N.S., and Kharkhordin, E.V. Possibilities of studying shifts and sitting rocks over the worked space of the mines of the city of Donetsk. Vestnik LGU im. V. Dalya, 2021, 5, 155–160. (In Russian).
- Isaev, Yu.S., Lebedev, M.O., Mikhailov, V.O., Smolyaninova, E.I., Timoshkina, E.P., Dmitriev, P.N., and Khairetdinov, S.A. Defining the Earth surface displacements using the radar satellite interferometry methods: practical experience and application prospects. In: Proektirovanie, stroitelstvo i ekspluatatsiya podzemnykh sooruzheniy transportnogo naznacheniya [Lebedev M.O., ed. Designing, Construction and Operation of Underground Transport Facilities: Collected Works]. Pero Publ., Moscow, 2021, pp. 106–117. (In Russian).
- Dudnikov, V.Yu., Vlasov, A.S., and Lanina, T.D. Monitoring of the Earth’s surface in the areas of intensive subsoil use on the basis of the method of satellite radar interferometry. Uspekhi Sovremennogo Estestvoznaniya, 2022, 2, 54–59. (In Russian). DOI: 10.17513/use.37778.
- Obyskalova, E.A. Analysis of methods of geodetic monitoring of deformations of the Earth's surface at the Tevriz gas condensate field (Omsk region). In: Molodezh i nauka 2023 [Youth and Science 2023, Petrozavodsk, August 30, 2023: Proceedings]. Novaya Nauka Publ., Petrozavodsk, 2023, pp. 40–50. (In Russian).
- Golubev, P.M. and Bardakova, E.A. Method for predicting ground subsidence in case of flooding with water production workings in abandoned coal mines. Zhurnal Teoreticheskoy i Prikladnoy Mekhaniki, 2022, 2 (79), 39–45. (In Russian). DOI: 10.24412/0136-4545-2022-2-39-45.
- Maklakov, A.S. Geodynamic satellite-based GPS monitoring of the soil mass of inhabited territories situated on undermined or backfilled areas. In: Innovatsionnye issledovaniya: opyt, problemy vnedreniya rezultatov i puti resheniya [International Academic and Research Conference on Innovative Research (Experience, Result Implementation Problems, and Solution Ways), Ufa, October 19, 2024: Proceedings]. Agentstvo Mezhdunarodnykh Issledovaniy Publ., Sterlitamak, 2024, pp. 65–70. (In Russian).
- Samsonov, S. and Baryakh, A. Estimation of deformation intensity above a flooded potash mine near Berezniki (Perm Krai, Russia) with SAR interferometry. Remote Sensing, 2020, 12 (19), 3215. DOI: 10.3390/rs12193215.
- Gusev, G.N. and Korepanov, V.V. The features of the deformation behavior of reinforced masonry structures under technogenic impact in subsided areas. Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures, 2024, 6, 131–142. DOI: 10.17804/2410-9908.2024.6.131-142. Available at: http://dream-journal.org/issues/2024-6/2024-6_476.html
- SP 15.13330.2020. (In Russian).
- Menétrey, P. and Willam, K. Triaxial failure criterion for concrete and its generalization. ACI Structural Journal, 1995, 92 (3), 311–318. DOI: 10.14359/1132.
- Razvodovsky, D.E. Allowable deformations of the existing buildings. Vestnik NITs Stroitelstvo, 2017, 2 (13), 106–121. (In Russian).
- Ivanova, L.A. and Sazhnev, V.P. Analysis of the deformed state of buildings during mining on mesorelief slopes. Trudy RANIMI, 2, 3 (41), 34–46. (In Russian).
В. В. Епин, В. В. Корепанов
ОЦЕНКА ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТА В ОСНОВАНИИ
ЗДАНИЯ ПО КАРТИНЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИН
В работе предложена оценка вида деформационного состояния подрабатываемого грунта по картине распределения дефектов на зданиях. На основе представленной математической модели системы «кирпичная стена – грунтовое основание» проведены расчеты с двумя видами граничных условий, характерных для зон подработки. Первый вид – задание неравномерных вертикальных осадок грунтового основания, второй вид – задание растягивающих деформаций грунтового основания. Также в работе проведено количественное описание деформаций разных частей двух зданий на подработке на основе данных о картине распределения трещин. Характер деформаций, полученный экспериментально, сравнивается с результатами численного моделирования. Анализ сравнения позволил определить, к какому из двух типов деформированного состояния грунтового основания ближе рассматриваемый случай. Таким образом, можно по внешнему виду здания проводить экспресс-оценку характера деформирования грунтового массива.
Благодарность: Работа выполнена в рамках государственного задания, регистрационный номер темы 124020700047-3. Ключевые слова: подработанные территории, вертикальные осадки, кирпичная стена, грунтовое основание, численное моделирование Библиография:
- Кашеварова Г. Г., Воробьев А. В., Фаизов И. Н. Численное моделирование для оценки несущей способности жилых панельных зданий на подработанной территории // Вестник ИжГТУ им. М. Т. Калашникова. – 2013. – № 4 (60). – С. 126–130.
- Ермаков В. В., Патраков А. Н. Мониторинг несущих строительных конструкций жилых зданий, построенных на подрабатываемых территориях без конструктивных мер защиты // Вестник Пермского государственного технического университета. Строительство и архитектура. – 2010. – № 1. – С. 63–71.
- Геодезический мониторинг вертикальных перемещений сооружений в процессе строительства / Н. Н., Горбунова А. А. Терешин, Д. В. Шилкин, О. Ю. Миркушов // Маркшейдерский вестник. – 2021. – № 1 (140). – С. 39–43.
- Усанов С. В., Коновалова Ю. П. Аварийные деформации зданий при строительстве перегонных тоннелей на урбанизированных территориях // Проблемы недропользования. – 2016. – № 4 (11). – С. 104–110.
- Панжин А. А., Панжина Н. А. Деформационный мониторинг воздействия строительства метрополитена на здания и сооружения // Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений, Екатеринбург, 10–11 апреля 2019 г. : труды VI Международной конференции. – Екатеринбург : УГГУ, 2019. – С. 4–10.
- Лысков И. А., Мусихин В. В., Кашников Ю. А. Мониторинг деформационных процессов земной поверхности методами радарной интерферометрии // Недропользование. – 2010. – № 5. – C. 11–16.
- Несова А. В., Шеставин Н. С., Хархордин Е. В. Возможности исследования сдвигов и проседания горных пород над отработанным пространством шахт города Донецка // Вестник ЛГУ им. В. Даля. – 2021. – № 5 (47). – С. 155–160.
- Исаев Ю. С., Лебедев М. О., Михайлов О. В. Определение смещений земной поверхности методами радарной спутниковой интерферометрии: опыт применения и перспективы использования // Проектирование, строительство и эксплуатация подземных сооружений транспортного назначения : сборник статей. – М. : Изд-во «Перо». – 2021. – С. 106–117.
- Дудников В. Ю., Власов А. С., Ланина Т. Д. Мониторинг земной поверхности в районах интенсивного недропользования на основе метода спутниковой радарной интерферометрии // Успехи современного естествознания. – 2022. – № 2. – С. 54–59. – DOI: 10.17513/use.37778.
- Обыскалова Е. А. Анализ методов геодезического мониторинга деформаций земной поверхности на Тевризском газоконденсатном месторождении (Омская область) // Молодежь и наука 2023, Петрозаводск, 30 августа 2023 г. : сборник статей III Международного научно-исследовательского конкурса. – Петрозаводск : Международный центр научного партнерства «Новая Наука», 2023. – С. 40–50.
- Голубев Ф. М., Бардакова Е. А. Методика прогноза оседаний земной поверхности при затоплении очистных выработок ликвидируемых угольных шахт // Журнал теоретической и прикладной механики. – 2022. – № 2 (79). – С. 39–45. – DOI: 10.24412/0136-4545-2022-2-39-45.
- Маклаков А. С. Геодинамический спутниковый GPS мониторинг грунтового массива заселенных территорий, расположенных на подработанных или заложенных участках горных выработок // Международная научно-практическая конференция «Инновационные исследования: опыт, проблемы внедрения результатов и пути решения», Уфа, 19 октября 2024 года : сборник трудов. – Стерлитамак : Агентство международных исследований, 2024. – С. 65–70.
- Samsonov S., Baryakh A. Estimation of deformation intensity above a flooded potash mine near Berezniki (Perm Krai, Russia) with SAR interferometry // Remote Sensing. – 2020. – Vol. 12 (19). – P. 3215. – DOI: 10.3390/rs12193215.
- Gusev G. N., Korepanov V. V. The features of the deformation behavior of reinforced masonry structures under technogenic impact in subsided areas // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. – 2024. – Iss. 6. – P. 131–142. – DOI: 10.17804/2410-9908.2024.6.131-142. – URL: http://dream-journal.org/issues/2024-6/2024-6_476.html
- СП 15.13330.2020.
- Menétrey P., Willam K. Triaxial failure criterion for concrete and its generalization // ACI Structural Journal. – 1995. – Vol. 92 (3). – P. 311–318. – DOI: 10.14359/1132.
- Разводовский Д. Е. Допустимые деформации существующей застройки // Вестник НИЦ «Строительство». – Т. 2 (13). – 2017. – С. 106–121.
- Иванова Л. А., Сажнев В. П. Анализ деформированного состояния зданий при подработке на склонах мезорельефа // Труды РАНИМИ. – 2024. – Т. 2, № 3 (41). – C. 34–45.
Библиографическая ссылка на статью
Yepin V. V., Korepanov V. V. Assessment of the Deformed State of Foundation Soil from the Crack Distribution Pattern // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2025. - Iss. 6. - P. 68-79. - DOI: 10.17804/2410-9908.2025.6.068-079. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2025-6/2025-6_532.html (accessed: 18.04.2026).
|