Начавшиеся работы по возведению системы укреплений на сухопутных и морских рубежах, а также развернувшееся в 1930-е годы строительство защитных сооружений различного назначения в глубине территории страны (крупных подземных пунктов управления, узлов связи, подземных убежищ ПВО, складов и др.) поставили перед военными инженерами проблему расширения теоретических и экспериментальных исследований в области расчета фортификационных сооружений и конструкций, изыскания соответствующих материалов, способов производства наземных и подземных работ, создания более совершенных фортификационных конструкций. Ведущую роль в решении этих задач сыграл профессорско-преподавательский состав Военно-инженерной академии, Военной академии имени М.В. Фрунзе, ученые Научно-испытательного инженерно-технического полигона (с 1935 года – Научно-исследовательского института инженерной техники).
Схема долговременных огневых точек
Специалисты в фортификации добились успеха в создании специальных сортов бетона, превзошедших иностранные образцы по своей сопротивляемости удару и взрыву. Авторы труда «Инженерные войска Советской Армии 1918–1945 гг.» отмечали в своей работе советских ученых и военных инженеров, которые разработали теорию прочности, глубоко исследовали вопросы армирования фортификационных сооружений, определения состава и технологии бетона, уплотнения бетонной смеси вибрированием, ускорения ее схватывания. Среди прочих отмечались Е.В. Сахновский, Б.Г. Скрамтаев, А.И. Памгксен, Б.А. Кувыкин, П.М. Миклашевский. Открытия советских ученых позволили увеличить прочность фортификационных сооружений, ускорить процесс их возведения при более рациональном использовании строительных материалов.
В трудах В.М. Келдыша, С.С. Давыдова, К.А. Вахуркина, Д.И. Шора, В.В. Яковлева и других была изложена теория расчета и проектирования подземных фортификационных сооружений, разработаны различные типы конструкций и способы их возведения. И.М. Рабиновичем, О.Е. Власовым и другими в предвоенные годы была создана новая теория расчета инженерных сооружений на действие нагрузок, возникающих от средств поражения, т. е. на действие удара и взрыва, и разработано применение этой теории к решению практических задач, связанных с проектированием защитных сооружений.
С учетом опыта строительства укрепрайонов под руководством К.И. Иванова, В.Н. Ускова и С.Я. Назарова продолжалось интенсивное проектирование и испытание более совершенных долговременных фортификационных сооружений (ДФС), их защитных конструкций и внутреннего оборудования. Например, для долговременных огневых сооружений были разработаны специальные установки для станкового пулемета, 45-мм противотанковой пушки, спаренной с пулеметом, и 76-мм пушки (шаровой и шаро-масочной конструкции), которые обеспечивали защиту расчетов и оружия от прямых попаданий пуль и малокалиберных снарядов и от проникновения отравляющих веществ. Благодаря таким установкам амбразуры дотов были наглухо закрыты и во время ведения огня, что значительно повышало боевые и защитные свойства долговременных сооружений. Стремление обезопасить гарнизоны укреплений от поражения основывалось на опыте постройки и применения ДОСов в годы Первой мировой войны, в различного рода войнах и военных конфликтах межвоенного периода.
Опыт советско-финляндской войны, агрессии фашистской Германии против Польши и Франции заставил искать новые решения проблемы эффективности ведения огня казематными орудиями. В предвоенные годы разрабатывались более совершенные и мощные долговременные сооружения с броневыми орудийными башнями, которые устраняли недостатки имевших ограниченный сектор обстрела (60°) казематных орудийных установок и повышали активность орудия в бою. Были созданы и успешно прошли испытания бронебашенные установки 45-мм и 76-мм пушек, позволявшие вести огонь в более широком или даже круговом секторе. К сожалению, до войны они не пошли в серийное производство. Были разработаны броневые закрытия для наблюдательных пунктов, металлические защитные двери и люки.
Новые образцы фортификационных сооружений проходили серьезную проверку на полигонах, в строившихся укрепрайонах, а также в ходе специальных учений. В результате к началу Великой Отечественной войны были созданы перспективные типы фортификационных сооружений, которые использовались при строительстве новых, а также при дооборудовании и усилении уже построенных укрепрайонов.