geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-4-117-125geolmsu-961Research ArticleСтатьиОпределение коэффициента поперечной деформации дисперсных материалов с использованием прибора оригинальной конструкцииExperimental evaluation of the transverse deformation coefficient of granular materials using a custom-designed apparatushttps://orcid.org/0009-0007-9953-4406ОрловЕ. А.OrlovE. A.

Егор Алексеевич Орлов

Москва

Egor A. Orlov

Moscow

eorlov.jr@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8030-2302МирныйА. Ю.MirnyyA. Yu.

Анатолий Юрьевич Мирный

Москва

Anatoly Yu. Mirnyy

Moscow

MirnyyAY@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-5566-1221ЕрмолинскийА. Б.ErmolinskiyA. B.

Андрей Борисович Ермолинский

Москва

Andrey B. Ermolinskiy

Moscow

ermolinskiyab@my.msu.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202602092026654117125Copyright © Орлов Е.А., Мирный А.Ю., Ермолинский А.Б., 20262026Орлов Е.А., Мирный А.Ю., Ермолинский А.Б.Orlov E.A., Mirnyy A.Y., Ermolinskiy A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/961

В определяющих соотношениях моделей поведения песчаных грунтов для описания упругости используется постоянный коэффициент Пуассона, а в состоянии течения приравнивается к 0,5, особенности же поведения дисперсного материала учитываются через феноменологически заданные параметры свойств, определенные в экспериментах. Однако, с точки зрения грунтоведения, коэффициент Пуассона не может распространятся на область пластических деформаций песчаного грунта и следует использовать коэффициент поперечной деформации. Цель работы состоит в определении коэффициента и зависимостей его от морфологических факторов и напряженно-деформированного состояния для проб модельных дисперсных материалов. В рамках работы сконструирован и опробован прибор оригинальной конструкции, который позволяет напрямую измерять коэффициент поперечной деформации в плоских деформациях. При помощи прибора было показано, что коэффициент поперечной деформации не является прямой аналогией коэффициента Пуассона, не имеет постоянного значения и не является характеристическим параметром песчаного грунта.

In the constitutive relations of sand soil behavior models, a constant Poisson’s ratio is used to describe elastic behavior, while in the flow state it is commonly set equal to 0.5. The specific features of granular material behavior are accounted for through phenomenologically defined material parameters determined experimentally. However, from the standpoint of soil mechanics, Poisson’s ratio cannot be extended to the range of plastic deformations of sand, and the transverse deformation coefficient should be used instead. The objective of this study is to determine the transverse deformation ratio and to investigate its dependence on morphological factors and on the stress–strain state of specimens of model granular materials. Within the framework of the study, an original experimental apparatus was designed and tested, allowing the transverse deformation ratio to be measured directly under plane strain conditions. Using this apparatus, it was shown that the transverse deformation ratio is not a direct analogue of Poisson’s ratio, does not have a constant value, and cannot be regarded as a characteristic parameter of sand.

песчаный грунткоэффициент поперечной деформацииповедение грунтакоэффициент Пуассонаплоские деформациикоэффициент сферичностиsandtransverse deformation coefficientsoil behaviorPoisson’s ratioplane strainsphericity coefficientИсследование выполнено в рамках государственного задания МГУ имени М.В. Ломоносова.ReferencesАртамонова Н.Б., Шешенин С.В., Чистяков П.В. Измерение коэффициента поперечной деформации песчаного грунта // Механика композиционных материалов и конструкций. 2025. Т. 31, № 1. С. 82–100.Артамонова Н.Б., Шешенин С.В., Чистяков П.В. Измерение коэффициента поперечной деформации песчаного грунта // Механика композиционных материалов и конструкций. 2025. Т. 31, № 1. С. 82–100.Беляев Н.М. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. М.: Гостехиздат, 1954. 856 с.Беляев Н.М. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. М.: Гостехиздат, 1954. 856 с.Болдырев, Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248-2010. M.: ООО «Прондо», 2014. 812 с.Болдырев, Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248-2010. M.: ООО «Прондо», 2014. 812 с.Бородич М. К., Добродеев А. Н., Зубарев Г. Н. и др. Строительные конструкции. М.: Издательство литературы по строительству, 1971. 440 с.Бородич М. К., Добродеев А. Н., Зубарев Г. Н. и др. Строительные конструкции. М.: Издательство литературы по строительству, 1971. 440 с.Грунтоведение. М.: МГУ; Наука, 2005. 1024 с.Грунтоведение. М.: МГУ; Наука, 2005. 1024 с.Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963. 232 с.Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963. 232 с.Дорошенко С.П., Саенко Ю.В., Невзоров А.Л. Определение коэффициента Пуассона грунта на основе численного моделирования лабораторных испытаний // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7, № 2. С. 60–68.Дорошенко С.П., Саенко Ю.В., Невзоров А.Л. Определение коэффициента Пуассона грунта на основе численного моделирования лабораторных испытаний // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7, № 2. С. 60–68.Мирный А.Ю., Мосина А.С. Осесимметричное трехосное сжатие в практике инженерных изысканий. Вологда: ООО Издательство Инфра-Инженерия, 2024. 188 с.Мирный А.Ю., Мосина А.С. Осесимметричное трехосное сжатие в практике инженерных изысканий. Вологда: ООО Издательство Инфра-Инженерия, 2024. 188 с.Орлов Е.А., Мирный А.Ю. Влияние минерального состава на деформирование монофракционных песчаных грунтов в условиях невозможности бокового расширения // Грунтоведение. 2025. Т. 1, № 24. С. 27–35.Орлов Е.А., Мирный А.Ю. Влияние минерального состава на деформирование монофракционных песчаных грунтов в условиях невозможности бокового расширения // Грунтоведение. 2025. Т. 1, № 24. С. 27–35.Песчаные грунты России. Т. 1. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2021. 394 с.Песчаные грунты России. Т. 1. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2021. 394 с.Тимошенко С.П. Курс сопротивления материалов. М.; Л.: Гос. изд-во, 1930. 587 с.Тимошенко С.П. Курс сопротивления материалов. М.; Л.: Гос. изд-во, 1930. 587 с.Троицкая М.Н. Пособие к лабораторным работам по механике грунтов. М.: МГУ, 1961. 306 с.Троицкая М.Н. Пособие к лабораторным работам по механике грунтов. М.: МГУ, 1961. 306 с.Ali U., Kikumoto M., Cui Y., et al. Role of particle rotation in sheared granular media // Acta Geotechnica. 2023. N 9 (18). P. 4599–4614.Ali U., Kikumoto M., Cui Y., et al. Role of particle rotation in sheared granular media // Acta Geotechnica. 2023. N 9 (18). P. 4599–4614.Chen Z., Omidvar M., Li K., Iskander M. Particle rotation of granular materials in plane strain // International Journal of Physical Modelling in Geotechnics. 2017. N 1 (17). P. 23–40.Chen Z., Omidvar M., Li K., Iskander M. Particle rotation of granular materials in plane strain // International Journal of Physical Modelling in Geotechnics. 2017. N 1 (17). P. 23–40.Hales T.A. A proof of the Kepler conjecture // Ann. Math. 2005. Т. 162, N 3. P. 1065–1185.Hales T.A. A proof of the Kepler conjecture // Ann. Math. 2005. Т. 162, N 3. P. 1065–1185.Lakes R. Foam Structures with a Negative Poisson’s Ratio // Science. 1987. Т. 235, N 4792. P. 1038–1040.Lakes R. Foam Structures with a Negative Poisson’s Ratio // Science. 1987. Т. 235, N 4792. P. 1038–1040.Poisson S.D. Mémoire sur l’équilibre et le mouvement des corps élastiques // Mémoires de l’Académie Royale des Sciences de l’Institut de France. 1829. Vol. 8. P. 357–570.Poisson S.D. Mémoire sur l’équilibre et le mouvement des corps élastiques // Mémoires de l’Académie Royale des Sciences de l’Institut de France. 1829. Vol. 8. P. 357–570.Reynolds O. On the dilatancy of media composed of rigid particles in contact. With experimental illustrations // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1885. Т. 20, N 127. P. 469–481.Reynolds O. On the dilatancy of media composed of rigid particles in contact. With experimental illustrations // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1885. Т. 20, N 127. P. 469–481.Schofield A.N., Wroth P. Critical state soil mechanics. London: McGraw-Hill, 1968. 218 p.Schofield A.N., Wroth P. Critical state soil mechanics. London: McGraw-Hill, 1968. 218 p.Wadell H. Volume, Shape, and Roundness of Quartz Par ticles // The Journal of Geology. 1935. Т. 43, N 3. P. 250–280.Wadell H. Volume, Shape, and Roundness of Quartz Par ticles // The Journal of Geology. 1935. Т. 43, N 3. P. 250–280.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.