 |
Рис.3.7. Зависимость прочности от скорости деформации [342]
Номинальное давление на опору зависит от скорости деформации ледяного поля
P=I×m×K×Rc×(e/eo)a (3.1)
Для зоны вязкого разрушения I= 2,97; Rc= 7 МПа; eo= 5×10-4 c-1; m=1; K= 1 - для начального нагружения, K= 0,6 -для последующего нагружения; a= 0,32. Для переходной зоны используются аналогичные коэффициенты, кроме a= -1,126; K= 0,25. Для хрупкой зоны I= 3,0; Rc - прочность на сжатие при хрупком разрушении; a= 0; K= 0,3 для повторяющегося нагружения. Результаты опытов [342] можно трактовать как попытку ввести постоянное значение коэффициента смятия независимо от D/h, а Rc - считать величиной зависящей от скорости деформации v/4D.
Инуе М. и Кома Н. [395] 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‰, а температура по всей толщине ледяного поля была практически постоянной –2-2,2°С, соленость воды 3‰. 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). На рис.3.8 приведены типичные диаграммы изменения сил и перемещений во времени при разрушении льда расслоением и при различных скоростях нагружения.
В лаборатории МГСА [209] 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 DI, равная
DI= [s (D-s)]0,5, (3.2)
где s - перемещение модели.
Экспериментальному изучению распределения ледового давления на вертикальные прямоугольные в плане опоры посвящены исследования Саеки Х. и др. [164, 385].
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 r= 0,9 г/см3, S= 8‰, d=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.
Глобальная нагрузка изменялась циклически в процессе разрушения ледяного поля. Наибольшее значение ледовой нагрузки соответствовало первому циклу нагружения. Результаты измерений и характер разрушений ледяного поля существенно зависел от скорости деформации ледяного поля и параметра B/h. В процессе нагружения ледяного поля характер очертания эпюры контактного давления постоянно изменялся в связи с изменением условий контакта льда и опоры в процессе опыта (наличие начальных зазоров между льдом и опорой, разрушение льда и образования зон сдвигов, трещин и т.д.). На основе анализа экспериментальных данных получена зависимость для определения времени разрушения Тв при первом цикле нагружения ледяного поля
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.