Дальнейший процесс накопления упругой энергии имеет комплексный характер: на фоне общего роста запаса упругой энергии наблюдаются скачки её рассеяния за счёт образования и развития множества радиальных трещин в активной зоне массива ледяного поля (участок кривой А-В на рис. 1). Часть трещин, образовавшихся ранее, продолжает развиваться в глубину массива льда за счёт передачи энергии к их вершинам; другая часть трещин останавливается в своём развитии после встречи с полостями или другими трещинами; ещё часть новых трещин образуется, начиная рост от точек предельной концентрации напряжений на границах кристаллов или инородных включений. Учитывая объёмный характер явления, следует отметить, что трещины развиваются во всех радиальных плоскостях, а объёмы не разрушенного льда находятся между трещинами и имеют вид брусков, вытянутых по радиусам к центру всесторонне сжатого объёма продуктов разрушения льда в предшествующем цикле разрушения (Рис. 2-в).
Процесс развития трещин и накопления упругой энергии брусками ненарушенного льда, заключённого между ними, заканчивается резким переходом к лавинообразному разрушению сжатых брусков (участок кривой В-С на рис. 1). Механизм разрушения брусков может быть различен, но, в основном, они разрушаются за счёт потери устойчивости по Эйлеру [1]. Это происходит когда скорость приращения суммы рассеяния энергии за счёт прироста длины множества трещин станет меньше скорости передачи энергии массиву льда на поверхности разрушения. На этом первый этап процесса разрушения заканчивается. Продукты разрушения массива льда – крупные и средние обломки брусков льда.
Второй этап цикла разрушения льда – дальнейшее разрушение крупных обломков льда в условиях всестороннего сжатия, дробление их на отдельные кристаллы и превращение их в мелкие осколки (крошка льда) в процессе продвижения ледяного поля, а также выдавливание части продуктов разрушения из зоны контакта. Этот этап характеризуется резкими скачками значения контактной силы, постепенно стабилизирующегося к окончанию этапа (участок кривой С-Д на рис. 1). Продукты разрушения ледяного поля – масса мелко раздробленных обломков льда (ледяная крошка) – мелкодисперсная несвязная среда.
Третий этап цикла разрушения льда – сжатие продуктов хрупкого разрушения льда (продуктов его раздробления) между поверхностью опоры сооружения и поверхностью ещё не разрушенного льда до предельной плотности (участок кривой Д-Е на рис.2).
Глубина разрушения льда, на которую продвинется вперед поверхность разрушения (толщина слоя разрушения – h, рис.2), зависит от уже названных выше факторов. В течение второго этапа цикла часть продуктов разрушения льда будут вытеснены из зоны контакта. На третьем этапе другая часть обломков льда, которая будет зажата между поверхностью опоры и кромкой ледяного поля, будет подвержена процессу дальнейшего дробления на мелкие кусочки. Учитывая, что на этой стадии процесса реализуются пластические механизмы разрушения материала, когда происходит значительное выделение тепла, поверхности отдельных частиц-обломков льда будут оплавлены, поэтому при их сжатии будет иметь место очень плотная «упаковка» ледяной крошки. Окончание этого процесса - процесса «смятия» льда заканчивается, когда продукты разрушения льда в условиях всестороннего сжатия будут спрессованы до предельной плотности, практически до плотности, превышающей плотность ненарушенного льда. Это связано с выдавливанием рассола и невозможностью образования воздушных пор в этом объёме.
Через этот всесторонне сжатый объём продуктов разрушения льда в следующем цикле разрушения льда будет осуществляться передача кинетической энергии ледяного поля опоре сооружения. В соответствии с законами механики эта же энергия по внешней границе всесторонне сжатого объема продуктов разрушения льда будет передаваться не разрушенному массиву льда.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.