Итак, исходя из рассмотренной модели разрушения льда перед вертикальными сооружениями, можно представить процесс формирования ледовой нагрузки на сооружение. Еще раз отметим, что ледовая нагрузка определяется теми напряжениями и усилиями, которые способен выдержать лед. Сооружение остается абсолютно жестким и неподатливым, т.е. его деформации и перемещения отсутствуют.
Первоначально происходит сжатие льда по его контакту на величину d¢ (рис.3.16). При этом нагрузка сохраняется постоянной. Затем, когда внутренние напряжения под действием давления Р достигнут предельного значения, произойдет первый сдвиг некоторого объема льда. В этот момент будет наблюдаться спад нагрузки. После этого происходит смятие острой ледяной кромки до образования плоской поверхности с размером h1. В это время смятие острой кромки происходит за счет отдельных сдвигов. По мере деформирования кромки на величину d1 идет скачкообразный рост нагрузки. При развитии давления Р1 до максимального значения повторяется процесс сжатия с силой F1, сдвигается очередной объем льда и нагрузка резко падает. Ледовая нагрузка формируется в два этапа. Один из них протекает с некоторой постоянной силой F1 до выравнивания напряженного состояния в прилегающей к сооружению зоне льда. Другой этап характерен подготовкой плоскости контакта до необходимых размеров и развития соответствующего давления Р2.
Рассматриваемая модель разрушения льда перед сооружением и процесс формирования ледовой нагрузки находится в соответствии с результатами записей ледовой нагрузки в натурных и модельных условиях, которые характерны периодическим разрушением льда.
Определим частоту разрушения льда f. В общем виде частота разрушения льда может быть выражена
f= v/d1= 2 tga v/h1= 2v/(h1 tgb), (3.14)
где 
- скорость движения льда; 
- угол между плоскостью контакта и сдвига; a= (450- j/2).
Используя соотношение (3.7) и выполнив ряд преобразований, выражение (3.14) можно представить в следующем виде
. (3.15)
Как видно из (3.15), частота разрушения льда у таких сооружений зависит главным образом от отношения D/h, скорости деформирования и угла внутреннего трения льда.
На рис.3.17 представлена зависимость частоты разрушения льда от скорости его деформирования для j=37° и разных значениях D/h. С увеличением скорости деформирования происходит повышение частоты разрушения. Увеличение отношения D /h также приводит к возрастанию частоты разрушения (рис. 3.18).
На рис.3.19 приведена зависимость частоты
разрушения льда от угла внутреннего трения для скорости деформирования 
с-1 при разных
значениях D/h. Этот рисунок показывает, что увеличение угла внутреннего трения
льда приводит к понижению частоты разрушения льда. Причем для широких сооружений
это влияние более ощутимо, чем для узких.
3.3. Выводы
Исследование процесса разрушения ледяных полей на контакте с вертикальными опорами ГТС позволяет сделать следующие выводы:
1. Процесс разрушения ледяного покрова, является предметом исследований многих авторов. Он определяет силовое воздействие на сооружение и зависит от следующих факторов: скорости дрейфа, толщины льда, его прочностных характеристик, параметров сооружения. Эти факторы определяют характер разрушения льда.
2. Для целей усталостного анализа конструкций сооружений представляет интерес только хрупкий и квазихрупкий характер разрушения льда.
3. Предложена феноменологическая модель разрушения ледяных полей перед МЛП, предназначенная для целей определения режима нагружения сооружений ледяным покровом. Получено выражение для определения частоты изменения ледовой нагрузки, которая необходима для определения количества циклов нагружения сооружений дрейфующим ледяным покровом.
4. Исследование частоты изменения ледовой нагрузки при его циклическом характере и показало, что она зависит от толщины льда, геометрических размеров сооружения, скорости относительных деформаций льда в контактной зоне, прочностных характеристик льда.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.