Картина разрушения ледяной плиты зависела от формы опоры, соотношения D/h и скорости нагружения. При D/h<5 снижение скорости нагружения приводит к изменению картины разрушения - лед может разрушиться за счет изгиба и потери устойчивости (на расстоянии 0,6х0,9 м) как сжатая пластина. При D/h>10 лед вокруг опоры разрушается во всех случаях за счет потери устойчивости или изгиба.
Край [ ] провел опыты с целью изучения основных физических закономерностей разрушения льда при взаимодействии с цилиндрическими опорами ледяных полей. Были выполнены две группы экспериментов с пресноводным льдом. Первая группа опытов (группа А) была выполнена в морозильной камере, причем стенд размещался вертикально и ледяная плита (h=0,015-0,050 м) имела ширину 1,0 м и высоту 0,5 м. Модели опор имели диаметр 0,12 и 0,26 м. Вторая группа опытов (группа Б) была выполнена на озерном льду в майне размером 8.5х7.6 м. Для опытов использовалась рама с гидравлическим прессом, которая позволяла осуществлять опыты с опорами диаметром 1.2 м и их внедрение в ледяное поле толщиной 0,24-0,30 м на расстояние до 3.7 м.
Прочность образцов на одноосное сжатие в обеих группах опытов была примерно одинакова и составила Кд=4.0-7.0 МПа при изменении скорости деформации соответственно от 2×10-4 до 2×10-5 с-1 (Т= -10°С). При Т= -2°С прочность уменьшилась приблизительно в два раза.
Первый тип разрушения возникает при медленном нагружении, второй тип - при средней скорости и третий - при большой скорости нагружения. Наибольшие нагрузки возникают при втором типе разрушения льда. Опыты показывают, что частотные характеристики давления льда на опору находятся в сложной зависимости от скорости движения, толщины ледяного поля и диаметра опоры. С увеличением скорости движения и толщины ледяного поля уменьшается зона разрушенного льда перед опорой, что является одной из причин увеличения частоты действия ледовой нагрузки.
Накаяма X. и др. [ ] провели мелкомасштабные эксперименты в ледовом бассейне размером 6х3х1м с цилиндрическими моделями D=0,05; 0,1; 0,2; 0,3 м при толщине ослабленного мелкозернистого льда примерно 0,05 м, а также натурные эксперименты на льду с опорами диаметром 0,4 и 0,8 м и толщиной льда около 0,4 м. Прочность модельного льда при одноосном сжатии была равна Rc= 0,11 МПа, а натурного Rc= 1,5 МПа.
При проведении опытов в ледовом бассейне скорость движения модели изменялась от 0,02 до 0,20 м/с. При больших скоростях перемещения >0,1 м/с ледяное поле перед моделью разрушалось так же, как в натурных условиях, за счет образования призм скола, без развития горизонтальных трещин. При увеличении диаметра модели и уменьшении скорости перемещения отмечалась тенденция к изменению картины разрушения льда - ледяное поле теряло устойчивость, как сжатая пластина. Наибольшие нагрузки соответствовали скоростям перемещения модели 0,02 м/с. По данному опыту сделан вывод, что уменьшение параметра D/h приводит к росту значения коэффициента смятия.
Оджима Т. и др. [ ] выполнили опыты с помощью индентора в натурных условиях при толщине льда 0,09-0,35 м, намороженного из морской воды соленостью 33‰. Лед имел структуру S2 со следующими параметрами: Rc= 2.5 МПа, Ru== 0.14-0.4 МПа. При проведении опытов использовали модели диаметром 0,4; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0м. Нагружение модели осуществлялось путем ее вдавливания в прямолинейную кромку ледяной плиты с последующим ее прорезанием.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.