Условия в системе «опорная грань-плита пресса». В 1964-1965 годах И.П. Бутягин исследовал влияние размеров образцов на сопротивление разрушению льда. Исследования проводились на кубических образцах с размерами ребер 7, 8, 9, 12, 22, 28 см. Им было отмечено, что разрушение чаще всего начиналось с образования вертикальных трещин, по которым при увеличении нагрузки образец разделялся на куски призматической формы. Такую же форму разрушения наблюдали Б.Д. Карташкин, Ф.И. Птухин, Т. Табата и Ю. Ногути (рис. 10,а).
Рис. 10. Формы разрушения ледяных цилиндрических образцов.
Следует также отметить, что И.П. Бутягин и К.Н. Коржавин при испытаниях на сжатие кубических образцов, приготовленных из пресного льда, наблюдали разрушение по наклонным поверхностям. Такую же форму разрушения наблюдали при испытаниях бетонных кубических образцов и цилиндрических образцов приготовленных из льда (рис. 10,в). И.П. Бутягин предположил, что такой вид разрушения имеет место, когда поверхности опорных граней не скользят или плохо скользят по поверхностям плит пресса. Таким образом, уже в 1966 году было выдвинуто предположение, что форма разрушения образца за-висит от трения в системе «опорная грань-плита пресса».
Кроме вышеуказанных, исследователи наблюдали и другие формы разрушения. Так I. Hawkes и К.Kendall при сжатии образцов приготовленных из таких хрупких материалов, как горные породы и уголь, наблюдали разрушение образованием конусовидных трещин. При разрушении цилиндрических образцов из льда Т.Табата и Ю.Ногути наблюдали образование клиновидной трещины (рис. 10,6).
5. Модуль упругости и коэффициент Пуассона.
Модуль упругости Е и коэффициент Пуассона µ, льда определяются разрушающими и неразрушающими методами. При неразрушающем методе константы упругости вычисляются с использованием результатов измерений скоростей упругих волн. Разрушающий метод предполагает испытание образцов с доведением их до разрушения и вычисление констант с использованием результатов измерений силовых и деформативных параметров.
Исследования по определению констант упругости пресноводного льда импульсным ультразвуковым способом проводили В.П. Берденников, В.В. Богородский, В.В. Лавров, М.И. Сериков и ряд зарубежных ученых. Результаты исследований, приведенных в выше перечисленных работах, показывают, что модуль упругости пресноводного льда колеблется в пределах E=80-98 МН/м2, а коэффициент Пуассона-μ=0,31-0,36. В. В.Богородский установил, что модуль упругости пресноводного льда зависит от температуры и плотности (рис. 11).
Рис. 11. Зависимость модуля упругости Е льда Ладожского озера от температуры.
Поскольку морской лед формируется в виде такого образования, как ледяное поле, то константы упругости вычислялись по результатам измерений скоростей упругих продольных и сдвиговых волн сейсмоакустическим способом. Модуль упругости при таком способе определения является среднеинтегральным, поскольку он осреднен по длине, равной расстоянию между сейсмоприемниками. По экспериментальным данным Е.М. Линькова, В.Н. Смирнова и зарубежных ученых, использовавших сейсмоакустический способ, модуль упругости морского льда находится в пределах E=35-95 МН/м2 при температуре Tл=-1÷ -10°С. Коэффициент Пуассона в этом же диапазоне температур колеблется в пределах μ=0,3-0,44. Экспериментальными исследованиями В.В. Богородского установлено, что модуль упругости морского льда зависит от температуры (рис.12).
Проводились также исследования по влиянию солености на модуль упругости. В.П. Берденниковым предложена эмпирическая зависимость, связывающая модуль упругости с соленостью и температурой. Э. Паундер и Т. Tabata на основе обработки экспериментальных данных предложили зависимости, связывающие модуль упругости и соленость льда. Однако предложенные зависимости имеют частный характер и могут быть использованы только для тех районов, льды которых были исследованы авторами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.