Многоцикловое и истирающее воздействия дрейфующего ледяного покрова на морские гидротехнические сооружения (Взаимодействие вертикальных опор со льдом), страница 10

Мишель Б. и Туссайнт Н. [  ] провели изучение влияния скорости процесса нагружения льда при взаимодействии с вертикальной узкой опорой. Данные опыты проводили в лабораторных условиях с использованием гидравлического пресса, с помощью которого в кромку ледяной плиты размером 0,81х0,81 м и толщиной h=0,025-0,1 м (структура 83, средний размер кристалла 7,5 мм), заключённой в жесткую обойму, вдавливалась модель диаметром от 0,06 до 0,20 м с различной скоростью. В опытах отмечено вязкое, переходное (смешанное) и хрупкое разрушение в зависимости от скорости деформации. Номинальное давление на опору зависит от скорости деформации ледяного поля

,                                     (1.2.17)

Для зоны вязкого разрушения I= 2,97; R_c= 7 МПа; = 5 10⁴с-¹; m=l; K= 1 - для начального нагружения, К= 0,6 -для последующего нагружения; a=0,32. Для переходной зоны используются аналогичные коэффициенты, кроме a= -1,126; К=0,25. Для хрупкой зоны I= 3,0; R_c - прочность на сжатие при хрупком разрушении; a=0; К= 0,3 для повторяющегося нагружения. Результаты опытов [  ] можно трактовать как попытку ввести постоянное значение коэффициента смятия независимо от D/h, a R_c - считать величиной зависящей от скорости деформации v/4D.

Инуе М. и Кома Н. [ ] провели 22 опыта в натурных условиях в заливе Сарома, о.Хоккайдо, с помощью специальной установки (рис.3.8а). Ровный ледяной покров состоял в верхней части из мелкозернистого льда типа Т₁ и в нижней части, составляющей 2/3 всей толщины льда, из льда столбчатой структуры типа S₂. Средние размеры кристаллов льда мелкозернистого и столбчатого строения составляли соответственно 3 и 10мм. Средняя соленость льда составляла 0,5%о, а температура по всей толщине ледяного поля была практически постоянной -2-2,2°С, соленость воды 3%о. Модель прорезала ледяное поле с помощью гидравлического домкрата усилием 567кН с ходом поршня до 1,06 м и скоростью его перемещения от 0.5 до 4 мм/с.

Характер разрушения поля зависел от скорости его относительных деформаций и D/h. При D/h= 8 наблюдалась потеря устойчивости ледяного поля. При малых значениях D/h и скорости деформации лед расслаивался с последующим разрушением на достаточно большие куски (вязкое расслоение), при больших скоростях нагружения размеры обломков льда перед опорой были малы (хрупкое расслоение).

В лаборатории МГСА [ ] были испытаны железобетонные цилиндрические оболочки в масштабе 1:20. Предложены эмпирические коэффициенты местного смятия в зависимости от отношения D/h< 4,5 и больше. Для анализа результатов экспериментальных исследований использовалась зависимость К.Н.Коржавина. В расчет вводилась фактическая ширина контактной зоны D^I, равная

D^I=[s(D-s)]^0.5,                                                           (1.2.18)

где s - перемещение модели.

Экспериментальному изучению распределения ледового давления на вертикальные прямоугольные в плане опоры посвящены исследования Саеки X. и др.[  ].

Исследования проводили в заливе Сарома на опорах с шириной В=0,2; 0,4; 0,6 м. Плотность, соленость и средний размер кристалла льда были соответственно равны р= 0,9 г/см³, S= 8‰, 5=1 см.

Прямоугольная в плане модель опоры вдавливалась в ледяное поле, специально намороженное для проведения опытов, с помощью гидравлического пресса с усилием до 250 кН и ходом поршня до 1 м. Для проведения опытов модели помещали в прямоугольные отверстия. Контактное давление измерялось с помощью 16 датчиков, установленных на измерительном щите и рассчитанных на давление до 20 МПа, и с жесткостью, позволившей избежать арочного эффекта и концентрации напряжений.