Тэйлор [413] использовал пять типов плоских щитов размерами по ширине В= 0,305; 0,61; 1,22; 2,44; 3,66 м и три типа цилиндрических опор с диаметрами D= 0,305; 0,61; 1,22 м (рис.3.3а). Для экспериментов использовали два типа льда: озерный лёд столбчатой структуры с вертикальными и горизонтальными С-осями кристаллов, и лёд, намораживаемый в майнах, с засевом поверхности воды кристаллами снега с горизонтальным развитием С-осей кристаллов.
Лёд перед щитами инденторов и модулями опор деформировался в условиях стеснённого сжатия. В этих условиях прочность зависит от ориентации нагрузки относительно С-осей. 38 опытов проведены при толщине льда, изменявшейся в пределах 0,50-0,75 м. Определённая по толщине температура льда изменялась в пределах -3.9 ¸ -1.1°C, отдельный эксперимент был проведён при температуре льда -16.7°C. Для данных опытов было разработано инденторное устройство повышенной жесткости. Картина разрушения льда перед опорой показана на рис.3.3б. Отмечено образование горизонтальных трещин, а также то, что призма выпирания состояла из ряда слоёных пластин с шириной в верхней зоне до 3В.
Уменьшение скорости деформации льда (v/B) c 10-2¸10-3 с-1 до 10-4 с-1 приводило к снижению давления в четыре раза. Наряду с измерением общей нагрузки был произведен эксперимент по измерению местного давления на щит с В=0,61 м, который имел по высоте 6 сенсорных пластин, позволявших измерить давление различных слоёв льда по толщине. Результат измерений показал, что наибольшее давление достигается в средней части по толщине ледяного поля, причём в нижней и верхней части давление ниже максимального всего на 10-20%. Максимум давления во всех слоях достигается одновременно, а при разрушении льда эпюра давления по высоте видоизменялась и наибольшее сопротивление оказывала верхняя часть ледяной плиты. Это могло служить одной из причин наблюдаемого выпучивания ледяного поля.
В работе Нэвела [352] представлены результаты 60 опытов с моделями круглых, плоских опор и треугольных опор с углом заострения 90° и 45°, диаметром 0,038-0,920 м при толщине солёного льда (средняя солёность 6-11‰ ) 0,075-0,200 м и осредненной температуре льда 2.5-4.0°С. Основная ценность выполненных исследований заключается в изучении качественной картины и многообразия форм разрушения ледяной плиты вокруг опор различной формы и ширины. Опыты проводили в ледовом бассейне размером 6,4´6,4 м. Скорость перемещения моделей варьировалась от 0,18 до 0,50 м/с (для малых опор).
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 0,6´0,9 м) как сжатая пластина. При D/h » 10 лед вокруг опоры разрушается во всех случаях за счет потери устойчивости или изгиба.
Нагружение опоры при разрушении льда
смятием носило циклический характер, причем, как правило, первый цикл
нагружения (в зависимости от условий контакта) имел наибольшую амплитуду
изменения давления. На рис.3.4 приведена диаграмма изменения номинального
давления льда на цилиндрическую опору в зависимости от параметра D/h
(h=0,07-0,14 м, 
= v/D» 5´10-3¸5´10-2
с-1) и формы разрушения.
Край [318] 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 8.5´7.6 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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.