Знания об интенсивности истирания с содержанием мелкого песка или без него очень важный процесс для точного расчета количества истираний в арктических гидротехнических сооружениях, вызванных движением морских льдин. Так как контактное давление льда зависит от местоположения контакта ватерлинии с льдинами, интенсивность истирания, которая является функцией контактного давления льда, должна варьироваться в соответствии с местоположением ватерлинии. Более того, расстояние горизонтального скольжения разломанных кусков льда вокруг конструкции также зависит от месторасположения окружности цилиндра.
Чтобы смоделировать поведение динамического разрушения морских льдин, разбивающихся о вертикальную цилиндрическую бетонную конструкцию, учеными был принят расширенный отличительный элементный метод (EDEM). EDEM может не только применяться при формации разрушений вокруг структуры при исходной стадии нагрузок, а также отслеживать весь процесс разрушения, даже когда среда становится непостоянной. Распределение контактного давления льда и распределение сдвига раздробленных льдин вокруг конструкции.
Параметры материалов анализов MEDM должны быть определены экспериментально, в определенных случаях это трудно сделать. Таким образом, они использовали простой метод Мегуро и Хакуно (1989г.), принимая во внимание физические значения каждого параметра. Скорости распространения упругих волн P и S, получены с использованием модуля упругости E, коэффициента Пуассона n и массовой плотности материала g.
(1.2.1)
(1.2.2)
Где материальная массовая плотность льда g выражена как g=p/(1+e) , при условии, что плотность элемента p и коэффициент пористости e . Масса mi дана плотностью элемента p . Исследователи предполагали, что коэффициент упругости нормальной пружины KN рассчитывается скоростью волны P Vp, а коэффициент упругости пружины сдвига Ks рассчитывается скоростью волны S Vs следующим образом:
, (1.2.3)
, (1.2.4)
где Kn и Ks – постоянные упругости составной пружины из элементной пружины и пружины поры в нормальном направлении и в направлении сдвига соответственно. Таким образом, эти сложные постоянные выражены следующим уравнением:
, (1.2.5)
, (1.2.6)
Рассматривая сокращающие факторы от элементной пружины до пружины поры Sn и Ss в нормальном направлении и направлении сдвига соответственно, можно рассчитать каждую постоянную упругости пружины в обоих направлениях
, (1.2.7)
, (1.2.8)
EDEM основан на численном интегрировании. Стабильность анализа зависит от значения приращения времени, Dt. Силы, которые действуют на каждый элемент, рассчитаны, принимая во внимание все элементы контакта и материал поры окружающие элемент. Противодействующие силы не могут быть хорошо рассчитаны, если волна напряжения переходит на контактирующий элемент в течение временного приращения Dt. Поэтому Dt определяется следующим образом:
, (1.2.9)
где V - скорость распространения упругой волны, и Dmin - минимальное расстояние между двумя элементами.
Используя данные испытанных образцов бетона на лабораторной установке, были представлены экспериментальные результаты и оценка ледового абразионного механизма. Шесть различных типов образцов подвергались абразивным испытаниям; (I) – высокопрочный бетон, с сопротивлением сжатию sс=55,7 МПа, с нормальными заполнителями (N.C.); (II) –высокопрочный легкий бетон с sс=68,6;55,7; 34,3 МПа с легкими крупными заполнителями и обычными мелкими заполнителями (L.W.C); (III) – высокопрочный легкий бетон с sс – 55,7 МПа с легкими крупными и мелкими заполнителями (L.L.W.C.); и (IV) – образец бетона, покрытого Zebron на толщину 500 mм.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.