Збірник «Дороги і мости»
ISSN 2524-0994 (Print)
ISSN 2786-488X (Online)
EN UA

Врахування реологічних властивостей ґрунтів і геосинтетичного армування у розрахунках армоґрунтових конструкцій

Опубліковано:
Номер: Випуск 34(2026)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
DOI:
Cторінковий інтервал статті: 77-91
Ключові слова: армоґрунтові конструкції, геосинтетиків, граничні стани, довготривала міцність, GRS-IBS, нормативне зіставлення, повзучість модель Бургерса, реологія ґрунтів, LRFD.
Як цитувати статтю: Каськів В. І., Малоокий Б. О. Врахування реологічних властивостей ґрунтів і геосинтетичного армування у розрахунках армоґрунтових конструкцій. Дороги і мости. Київ, 2026. Вип. 34. С. 77–91.
Як цитувати статтю (references): Kaskiv Volodymyr, Malookyi Borys. Accounting for the rheological properties of soils and geosynthetic reinforcing materials in the design of reinforced soil structures. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2026. Issue 34. P. 77–91 [in Ukrainian].

Автори

Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-8074-6798
Національний транспортний університет (НТУ), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0009-0007-6586-7085

Анотація

Довготривала робота армоґрунтових конструкцій, зокрема систем геосинтетично армованого ґрунту з інтегрованою мостовою системою (Geosynthetic Reinforced Soil–Integrated Bridge System, GRS-IBS), залежить від деформацій, що накопичуються в ґрунті та геосинтетичному армуванні. Дослідження поєднує порівняльний аналіз українських і міжнародних нормативних документів, узагальнення рецензованих натурних та числових робіт і параметричну оцінку чутливості довготривалої міцності армування. Зіставлено моделі Кельвіна–Фойгта, Максвелла й Бургерса та окреслено межі їх застосування до гранулярної засипки і слабких водонасичених основ. Класична лінійна модель Бургерса відтворює миттєву деформацію, первинну повзучість і вторинну усталену течію, але не третинну стадію перед руйнуванням. Довготривалу міцність геосинтетика розглянуто як один із вихідних параметрів; повна перевірка за методологією розрахунку за коефіцієнтами навантаження та опору (Load and Resistance Factor Design, LRFD) додатково потребує факторування навантажувальних ефектів і опору. Наукова новизна полягає у розділенні часозалежної поведінки засипки, основи й армування та визначенні місця цих складових у повній дев’ятиетапній процедурі Федеральної адміністрації автомобільних доріг США (Federal Highway Administration, FHWA) через чотири аналітичні блоки. Узгодженість схеми перевірено за опублікованими даними натурного моніторингу й числового моделювання. Практичне значення результатів полягає у можливості їх використання для проєктних обґрунтувань, програм випробувань і моніторингу GRS-IBS на слабких водонасичених основах.

Посилання

  1. ДБН В.2.3-22:2025. (2025). Мости і труби. Основні вимоги проєктування. Київ: Мінрозвитку.
  2. ДБН В.1.2-15:2009. (2009). Мости та труби. Навантаження і впливи. Київ: Мінрегіонбуд України.
  3. ДБН В.1.2-14:2018. (2022). Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель і споруд. Зі Зміною № 1. Київ: Мінрегіон України.
  4. ДБН А.2.1-1-2008. (2008). Інженерні вишукування для будівництва. Київ: Мінрегіонбуд України.
  5. ДБН В.2.1-10-2018. (2018). Основи і фундаменти будівель та споруд. Основні положення. Київ: Мінрегіон України.
  6. ГБН В.2.3-218-548:2010. (2010). Армоґрунтові підпірні стінки для автомобільних доріг. Проєктування та будівництво. Київ: Укравтодор.
  7. ГБН В.2.3-37641918-544:2014. (2014). Автомобільні дороги. Застосування геосинтетичних матеріалів у дорожніх конструкціях. Основні вимоги. Зі Зміною № 1. Київ: Укравтодор.
  8. Federal Highway Administration. (2012). Geosynthetic Reinforced Soil Integrated Bridge System Interim Implementation Guide (FHWA-HRT-11-026). Washington, DC.
  9. Federal Highway Administration. (2011). Geosynthetic Reinforced Soil Integrated Bridge System Synthesis Report (FHWA-HRT-11-027). Washington, DC.
  10. Federal Highway Administration. (2015). Synthesis of Geosynthetic Reinforced Soil (GRS) Design Topics (FHWA-HRT-14-094). Washington, DC.
  11. Federal Highway Administration. (2018). Design and Construction Guidelines for Geosynthetic Reinforced Soil Abutments and Integrated Bridge Systems (FHWA-HRT-17-080). Washington, DC.
  12. ASTM International. (2026). ASTM D5262-21(2026). Standard Test Method for Determining the Unconfined Tension Creep and Creep Rupture Behavior of Planar Geosynthetics Used for Reinforcement Purposes. West Conshohocken, PA.
  13. ASTM International. (2023). ASTM D6992-16(2023). Standard Test Method for Accelerated Tensile Creep and Creep-Rupture of Geosynthetic Materials Based on Time-Temperature Superposition Using the Stepped Isothermal Method. West Conshohocken, PA.
  14. International Organization for Standardization. (2024). ISO 13431:2024. Geotextiles and Geotextile-Related Products — Determination of Tensile Creep and Creep Rupture Behaviour. Geneva.
  15. International Organization for Standardization. (2022). ISO/TS 20432:2022. Guidelines for the Determination of the Long-Term Strength of Geosynthetics for Soil Reinforcement. Geneva.
  16. Koerner, R. M. (2012). Designing with Geosynthetics (6th ed.). Xlibris Publishing Co.
  17. Шидловський, М. С., Заховайко, О. П., Тимошенко, О. В., & Трубачев, С. І. (2021). Нові матеріали. Частина ІІ: в’язко-пружні властивості полімерних та композиційних матеріалів при тривалому навантаженні: лабораторний практикум. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського. https://mmi-dmm.kpi.ua/images/2022/t/11.pdf (дата звернення: 30.08.2026).
  18. Костюченко, М. М. (2013). Механіка ґрунтів: навчальний посібник. Київ: Київський національний університет імені Тараса Шевченка. https://www.geology.knu.ua/media/library/docs/mehanika_gruntiv.pdf (дата звернення: 30.08.2026).
  19. Saghebfar, M., Abu-Farsakh, M., Ardah, A., Chen, Q., & Fernandez, B. A. (2017). Performance monitoring of geosynthetic reinforced soil integrated bridge system (GRS-IBS) in Louisiana. Geotextiles and Geomembranes, 45(2), 34–47. https://doi.org/10.1016/ j.geotexmem.2016.11.004.
  20. Ardah, A., Abu-Farsakh, M., & Voyiadjis, G. Z. (2017). Numerical evaluation of the performance of a geosynthetic reinforced soil-integrated bridge system (GRS-IBS) under different loading conditions. Geotextiles and Geomembranes, 45(6), 558–569. https://doi.org/10.1016/ j.geotexmem.2017.07.005
  21. Abu-Farsakh, M., Ardah, A., & Voyiadjis, G. Z. (2018). 3D finite element analysis of the geosynthetic reinforced soil-integrated bridge system (GRS-IBS) under different loading conditions. Transportation Geotechnics, 15, 70–83. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2018.04.002.
  22. Abu-Farsakh, M., Ardah, A., & Voyiadjis, G. Z. (2019). Numerical parametric study to evaluate the performance of a geosynthetic reinforced soil-integrated bridge system (GRS-IBS) under service loading. Transportation Geotechnics, 20, 100238. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2019.04.001.
  23. Ardah, A., Abu-Farsakh, M., & Voyiadjis, G. Z. (2021). Numerical parametric study of geosynthetic reinforced soil integrated bridge system (GRS-IBS). Geotextiles and Geomembranes, 49(1), 289–303. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem. 2020.10.005.
  24. Khan, M., Umar, M., Alam, M., Ali, U., Vatin, N. I., & Almujibah, H. (2024). Evaluation of design parameters for geosynthetic reinforced-soil integrated bridge system based on finite element analysis. Frontiers in Materials, 11, 1454201. https://doi.org/10.3389/fmats.2024.1454201.
  25. Du, C., Niu, B., Yi, F., & Liang, L. (2022). Viscoelastic-plastic constitutive model for the creep and stress relaxation characteristics of a geogrid. Arabian Journal of Geosciences, 15, 311. https://doi.org/10.1007/s12517-022-09574-6.
  26. Xiao, C., Han, H., Ding, L., & Gao, S. (2025). Prediction on lateral deformation of GRS walls using a creep-temperature coupled constitutive model of geosynthetics. Acta Geotechnica, 20, 891–913. https://doi.org/10.1007/s11440-024-02409-6.
  27. Dong, Y.-L., Zhang, H.-D., Feng, H.-R., Zhao, Z.-Y., & Zhang, J. (2025). Deformation and force analysis of reinforced soil bridge abutment under dynamic vehicle loading. Scientific Reports, 15, 14476. https://doi.org/10.1038/s41598-025-97989-y.
  28. American Association of State Highway and Transportation Officials. (2024). AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (10th ed., incorporating September 2025 Errata). Washington, DC.
  29. European Committee for Standardization. (2016). EN 13251:2016. Geotextiles and Geotextile-Related Products — Characteristics Required for Use in Earthworks, Foundations and Retaining Structures. Brussels.
  30. European Committee for Standardization. (2024). EN 1997-1:2024. Eurocode 7 — Geotechnical Design — Part 1: General Rules. Brussels.

Архiв збірника

Головні новини

Календар подій та новин

Важливі інформаційні ресурси