Программа студентов и ученых Пермского Политеха автоматизирует инженерные расчеты армогрунтовых подпорных стен, сократив их время до 15-20 минут

Подпорные стены — конструкции, которые предотвращают обрушение или сползание грунта. Они используются в местах с перепадом высот, на склонах, вблизи котлованов и других нестабильных участках. Несмотря на то, что технологии строительства развиваются, проектирование таких элементов остается трудоемким. На практике часто прибегают к численному моделированию с помощью программных комплексов, таких как PLAXIS или GeoStudio. Эти инструменты точны, но не всегда удобны: они требуют много исходных данных, специфических знаний и времени. Кроме того, лицензии стоят дорого, и использовать такие решения на ранних стадиях проектирования не всегда целесообразно. Поэтому многие инженеры до сих пор выполняют расчеты вручную — либо в Excel, либо по шаблонам. Это занимает много времени и увеличивает риск ошибок. Чтобы упростить и ускорить процесс, студентка строительного факультета ПНИПУ разработала программу, которая автоматически рассчитывает параметры армогрунтовых подпорных стен. Решение соответствует действующим нормативам и позволяет инженеру сосредоточиться не на формулах, а на принятии проектных решений. Об этом CNews сообщили представители ПНИПУ.

Статья опубликована в журнале «Химия. Экология. Урбанистика», том 3, 2025. Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Армогрунтовые подпорные стены все чаще применяются в инженерной практике. Это конструкции, где основной несущий элемент создается не из бетона, а из уплотненного слоями грунта, усиленного геосинтетическим материалом. Именно армирующие слои обеспечивают устойчивость и прочность — они как бы «связывают» тело стены изнутри и работают как каркас. Такие конструкции применяются при строительстве дорог, на участках с уклоном и перепадами высот — везде, где нужна защита от сползания или обрушения.

Проектировать армогрунтовую стену можно разными способами. Вариант первый — использовать численное моделирование (например, PLAXIS, GeoStudio, GeoStab), но оно требует времени, лицензий и опыта. В большинстве случаев специалисты опираются на расчеты по формулам из различных нормативных документов, таких как СП 472.1325800.2019, ОДМ 218.2.027-2012, ГОСТ 32960-2014. Они содержат общие рекомендации, однако не учитывают всех нюансов проектирования для разных типов грунтов и условий. Это усложняет процесс принятия инженерных решений и часто приводит к тому, что каждый специалист адаптирует расчеты под свою практику и выполняет их просто с использованием подручных средств: многие пользуются Excel-шаблонами, внутренними программами, а кто-то до сих пор считает вручную. Такие традиционные методы требуют ручного подбора множества параметров, что занимает до 40% времени проекта и повышает риск ошибок из-за человеческого фактора. Это может повлиять на безопасность и надежность здания. Поэтому существует необходимость в автоматизации этих расчетов.

Студентка строительного факультета Пермского Политеха Кристина Кощеева разработала программу, которая упрощает и структурирует расчеты проектирования армогрунтовых подпорных стен, сохраняя при этом соответствие требованиям отечественных стандартов. Разработка проводилась под руководством Владимира Клевеко, доцента кафедры «Автомобильные дороги и мосты» ПНИПУ, кандидата технических наук, и Ольги Шутовой, доцента кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ, кандидата технических наук.

«Сначала была продумана логика интерфейса — какие данные нужно вводить, какие расчеты выполнять, в какой форме представлять результат. Затем реализован алгоритм расчета по нормативной литературе. Программа рассчитывает как внутреннюю, так и внешнюю устойчивость. Мы постарались сделать ее понятной и удобной — чтобы с ней мог работать как студент, так и инженер с практикой», – сказала Кристина Кощеева, магистрант кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ.

Программа разработана на языке C# в среде Visual Studio. Интерфейс создан с помощью Windows Forms. Ввод данных максимально упрощен: параметры конструкции вводятся через поля, запускается расчет, и результаты выводятся в таблицу. Поддерживается проверка как внутренней, так и внешней устойчивости по методике, изложенной в СП 472.1325800.2019. Все это позволяет сократить количество ручной работы и значительно ускорить процесс принятия проектных решений.

«Это решение реальной инженерной задачи. Сейчас многие расчеты до сих пор делаются вручную или в Excel, это создает нагрузку на проектировщиков и увеличивает влияние человеческого фактора на результаты расчета. Программа позволяет сократить количество ошибок и время расчета с нескольких часов до 15-20 минут», – сказала Ольга Шутова, доцент кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ, кандидат технических наук.

В будущем разработчики планируют совершенствовать программу и расширять ее функционал: например, создать возможность сохранять и выгружать отчеты, в перспективе – добавить другие типы подпорных конструкций.

Программа политехников позволит предприятиям исключить субъективные ошибки, которые возможны при ручных расчетах, и автоматизировать рутинные операции, ускоряя процесс проектирования.