Proposition for selecting a method for determining the coefficient of subgrade reaction for homogeneous soil

openaccess, Vol. 640 (12) 2025 / poniedziałek, 29 grudnia, 2025

Propozycja doboru metody wyznaczania współczynnika podatności podłoża w przypadku gruntu jednorodnego

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.12.13

citation/cytuj: Olszewska M., Stachecki K. Proposition for selecting a method for determining the coefficient of subgrade reaction for homogeneous soil. Materiały Budowlane. 2025. Volume 640. Issue 12. Pages 123-130. DOI: 10.15199/33.2025.12.13

The study analyzed the variability of the subgrade reaction coefficient ks for homogenous soil. Boussinesq’s theory was used to determine settlements and local ks values. The calculations revealed a variation of ks of approximately 28% across the slab plan, with the highest values at the edges and the lowest in the center. Implementing these values in the FEM model enables more accurate representation of settlements and bending moments than the classical assumption of constant subgrade reaction.

W artykule przeanalizowano zmienność współczynnika podatności podłoża ks z gruntu jednorodnego. Zastosowano teorię Boussinesqa do wyznaczenia osiadania i lokalnych wartości ks. Obliczenia wykazały zmienność ks rzędu 28% w planie płyty, z największymi wartościami na jej krawędzi, a najmniejszymi w środku. Wprowadzenie obliczonych wartości do modelu MES pozwala uzyskać dokładniejsze odwzorowanie osiadania i momentów zginających niż przy klasycznym założeniu stałej podatności.
subgrade reaction; coefficient of subgrade reaction; foundation slab; slab settlement.

podatność podłoża; współczynnik podatności podłoża; płyta fundamentowa; osiadanie płyty.
  1. Terzaghi K. Evalution of conefficients of subgrade reaction, Geotechnique, vol. 5, no 4, 1955, pp. 297‒326.
  2.  Biernatowski K. Fundamentowanie, Warszawa: PWN, 1984.
  3. Dembicki E, Biernatowski K i in., Fundamentowanie. Projektowanie i wykonawstwo, Tom 2, Warszawa: PWN, 1984.
  4. Vesic AB. Beams on elastic subgrade and the Winkler’s hypothesis, in Proc. of 5th Int. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Eng., Vol. 1, 1961.
  5. Bowles JE, Guo Y. Foundation Analysis and Design, vol. 5, New York: McGraw-Hill, 1996.
  6. Lee HP. Dynamic response of a Timoshenko beam on a Winkler foundation subjected to a moving mass, Applied Acoustics, vol. 55, no. 3, 1998, pp. 203–215.
  7.  Pantelidis L. The equivalent modulus of elasticity of layered soil mediums for designing shallow foundations with the Winkler spring hypothesis: A critical review, Engineering Structures, vol. 201, p. 109452, 2019.
  8. Alpaslan N. Comparison of subgrade reaction coefficient values obtained with different approaches in soil investigations, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 21, 2021, pp. 223–229.
  9. Olszewska M. Zmienność współczynnika podatności podłoża pod płytą fundamentową, Inżynieria Morska i Geotechnika, 2016, pp. 215‒219.
  10.  Avci B, Gurbuz A., Modulus of subgrade reaction that varies with magnitude of displacement of cohesionless soil, Arabian Journal of Geosciences, vol. 11, 2018, pp. 1–8.
  11. Sadrekarimi J, Akbarzad M. Comparative study of methods of determination of coefficient of subgrade reaction, Electron. J. Geotech. Eng., vol. 14, no. 1, 2009, pp. 45–61.
  12. Bogusz W, Godlewski T, Kociniak M. Posadowienie chłodni kominowej w skomplikowanych warunkach geotechnicznych, Materiały Budowlane, 2016: 5: 26–27.
  13. Koltuk S, Topçu S. Determination of Subgrade Reaction Modulus Considering the Relative Stiffnesses of Soil–Foundation Systems, Applied Sciences, vol. 15, no. 9, 2025, p. 4714.
  14. Boussinesq J. Application des Potentiels á l’Étude de l’Équilibre et du Mouvement des Solides Élastiques, Paris: Gauthier-Villars, 1885.
  15. Wiłun Z. Zarys geotechniki, Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2013.
  16.  Olszewska M. Analiza numeryczna współczynnika podatności podłoża dla różnych nasypów przeciążających grunt jednorodny, XXIII Seminarium Naukowe z cyklu Regionalne Problemy Inżynierii Środowiska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2016, pp. 91–106.
  17.  PN-81/B-03020: Grunty Budowlane, Posadowienie bezpośrednie budowli, Obliczenia statyczne i projektowanie.
  18. PN-EN 1997‒1:2008, Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne.
dr inż. Magdalena Olszewska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID 0000-0003-4202-0694
dr inż. Kamil Stachecki, Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji
ORCID: 0000-0002-7522-8451

dr inż. Magdalena Olszewska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
ORCID 0000-0003-4202-0694

Correspondence address: magdalena.olszewska@zut.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.12.13

Article in PDF file

Received: 04.08.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 04.08.2025 r.
Revised: 30.09.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 30.09.2025 r.
Published: 23.12.2025 / Opublikowano: 23.12.2025 r.