Математическое моделирование процессов формирования ледовых воздействий, вызывающих абразию сооружений шельфа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.04, кандидат технических наук Помников, Егор Евгеньевич

• Помников, Егор Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Помников, Егор Евгеньевич

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛОССАРИЙ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Введение

Глава 1 Обобщение и анализ литературы по проблеме ледовой абразии

гидротехнических сооружений

1Л Экспериментальные исследования сопротивления ледовой абразии

1Л Л Полевые наблюдения и лабораторные испытания ледовой абразией

1Л .2 Экспериментальные исследования ледовой абразии

1Л.З Установки для изучения сопротивления материала (бетона) ледовой абразии

1.2 Теоретические исследования ледовой абразии

1.3 Выводы

Глава 2 Математическое моделирование ледовых воздействий, вызывающих абразию материала конструкций сооружений

2.1 Методика расчета ледовой абразии

2.2 Общая имитационная модель взаимодействия ледяного покрова с сооружением

2.3 Математическая имитационная модель формирования ледовой нагрузки и расчета длины пути абразии от ледяных полей

2.4 Математическая имитационная модель формирования ледовой нагрузки и расчета длины пути абразии от обломков ледяных полей

2.5 Математическая имитационная модель формирования ледовой нагрузки и расчета длины пути взаимодействия от битого льда

2.6 Математическая модель определения глубины истирания

2.7 Назначение зоны истирания

2.8 Общий порядок расчета

2.9 Выводы

Глава 3 Анализ результатов

3.1 Косвенная верификация

3.1.1 Постановка численоного эксперимента

3.1.2 Численное моделирование интенсивности ледовой абразии

3.1.3 Численное моделирование скорости ледовой абразии

3.1.4 Анализ результатов расчета интенсивности ледовой абразии

3.1.5 Анализ результатов расчета скорости ледовой абразии

3.2 Прямая верификация модели

3.2.1 Методика экспериментальных исследований

3.2.2 Расчет глубины ледовой абразии

Глава 4 Примеры расчетов

4.1 Особенности ледового режима северо-восточного шельфа О.Сахалин

4.2 Описание конструкции ОГТ

4.3 Эмпирическая модель абразии для ледовой зоны ОГТ

4.4 Выводы

4.5 Результаты расчетов на абразию и их анализ

4.6 Выводы

Заключение

Список литературы

ГЛОССАРИЙ

Морской лед (Sea ice). Любая форма льда, встречающегося в море и образовавшегося в результате замерзания морской воды.

Припай (Fast ice). Морской лед, который образуется и остается неподвижным вдоль побережья, где он прикреплен к берегу, к ледяной стене, к ледяному барьеру, между отмелями или севшими на отмели айсбергами. Во время изменения уровня моря можно наблюдать вертикальные колебания. Неподвижный лед может образоваться естественным образом из соленой воды или в результате примерзания к берегу или припаю плавучего льда любой возрастной категории. Он может простираться на расстояние всего в несколько метров или на несколько сотен километров от берега. Неподвижный лед может быть более одного года по возрасту, и в этом случае он может быть определен соответствующей возрастной категорией (старый, двухлетний или многолетний). Если его толщина более 2 м над уровнем моря, он называется шельфовым льдом.

Дрейфующий лед/паковый лед (Drift ice/Pack ice). Термин, употребляемый в широком смысле и включающий любой вид морского льда, за исключением неподвижного, независимо от его формы и распределения. При высокой сплоченности, а именно 7 баллов и более, термин "дрейфующий лед" может быть заменен термином "паковый лед". (В прошлом термин паковый лед использовался для всех значений величины сплоченности.)

2. Возрастные характеристики льда

Однолетний лед (First-year ice) - Морской лед, просуществовавший не более одной зимы, резвившийся из молодого льда. Толщина его - от 30,0 см до 2,0 м. Может быть подразделен на тонкий однолетний лед (белый лед), однолетний лед средней толщины и толстый однолетний лед.

Многолетний лед (Multi-year ice) - Старый лед толщиной до 3,0 м и более, переживший таяние, существующий по крайней мере, в течение двух лет. Торосы еще более сглажены, чем у двухлетнего льда, и лед почти полностью, опреснен. Цвет его в местах, где он не заснежен, обычно голубой.

3. Встречающиеся типы плавучего льда (Occurrence of floating ice)

Сплоченность (Concentration) - Отношение площади поверхности покрытой льдом к общей площади морской поверхности, выраженное в десятых долях (10 - вся поверхность занята льдом, 0 - на поверхности не наблюдается льда).

Ледяное поле (Floe) - Любой относительно плоский кусок морского льда 20,0 м или более в поперечнике. Ледяные поля подразделяются по их горизонтальным размерам следующим образом:

Гигантские ледяные поля (Giant). Более 10,0 км в поперечнике.

Обширные ледяные поля (Vast). От 2,0 до 10,0 км в поперечнике.

Большие ледяные поля (Big). 500-2000 м в поперечнике.

Обломки ледяных полей (Medium). 100-500 м в поперечнике.

Крупнобитый лед (Small). 20-100 м в поперечнике.

Мелкобитый лед (Ice cake). Любой относительно плоский кусок морского льда менее 20,0 м в поперечнике.

АБРАЗИЯ. ТЕРМИНОЛОГИЯ.

1. Абразия берегов - разрушение морским волноприбоем берегов и прибрежных участков морского дна (ru.wikipedia.org).

2. Коррозия бетона - ухудшение характеристик и свойств бетона в результате вымывания или выщелачивания из него (ru.wikipedia.org)

-растворимых составных частей (коррозия первого вида);

-образований продуктов коррозии, не обладающих вяжущими свойствами (коррозия второго вида);

-накопления малорастворимых кристаллизующихся солей, увеличивающих объем его твердой фазы (коррозия третьего вида).

3. Эрозия бетона - это процесс истирания поверхности слоя бетона в результате абразивного воздействия потока воды, насыщенного мелкими частицами каменных материалов или от действия движущихся ледяных образований. Крупные фракции (валуны, булыжник или ледяные образования)

ускоряют процесс эрозии бетона, вызывая в результате ударных нагрузок местные повреждения в поверхности бетона (ru.wikipedia.org).

4. Ледовая абразия - воздействие дрейфующих ледяных образований на сооружение, вызывающее разрушение поверхности материала конструкции в опасной зоне истирания.

5. Истираемость - показывает стойкость материала к абразивному износу и оценивается потерей массы материала, отнесенной к единице его площади, или уменьшением толщины материала. Чем выше истираемость, тем менее износостоек материал.

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. ТЕРМИНОЛОГИЯ.

1. Затенение от действия ледовой нагрузки - это зона конструкции, где ледовая нагрузка незначительная, вследствие разрушения ледяного покрова опорами, стоящими ранее по направлению дрейфа льда.

2. Блок льда - одна или несколько льдин, взаимодействующих с сооружением.

3. Ширина зоны контакта - поперечный геометрический размер зоны контакта

4. Длина зоны контакта - длина периметра поверхности опоры в пределах ширины зоны контакта

5. Длина пути взаимодействия - линейный размер пути перемещения ледяного образование чере при взаимодействии с опорой.

6. Длина пути истирания - длина пути перемещения ледяного образования по поверхности опоры в пределах зоны контакта (или длина пути скольжения ледяного образования относительно опоры сооружения).

7. Единичная зона контакта - зона взаимодействия одного ледяного образования с опорой сооружения.

8. Глубина ледовой абразии - это изменение поверхности сооружения в результате абразионного воздействия льда. Измерение производится по нормали к касательной поверхности в точке на первоначальной поверхности сооружения.

9. Общая зона истирания конструкции - зона истирания корпуса конструкции от максимального уровня моря до минимального уровнея моря с учетом возвышения (для максимума) и заглубления (для минимума) максимальной толщины ледяного покрова от уровня моря.

10. Опасная зона истирания - тоже, что общая зона истирания.

11. Зона контакта - часть поверхности сооружения имеющая непосредственный контакт с ледяным образованием.

12. Относительная скорость истирания (взаимодействия) - это скорость скольжения ледяного образования вдоль точки на поверхности сооружения.

13. Интенсивность ледовой абразии - это изменение глубина ледовой абразии за единицу длины пути взаимодействия (мм/км).

14 Скорость ледовой абразии - это изменение глубина ледовой абразии за единицу времени

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

к - номер расчетной ситуации i - номер шага расчета

dt - шаг по времени

ts - время сезона

tk- время расчетной ситуации

Р - вероятность столкновения ледяных образований с сооружением tc=P -tk - время расчетной ситуации с учетом вероятности столкновения d - диаметр сооружения щ- коэффициент формы опоры п - количество опор

т - количество расчетных точек на опоре, определяющих систему отсчета

(Ph - угол привязки расчетной точки к системе отсчета

hz - привязка расчетной точки по высоте к отсчетной системе

rumb - расчетное направление дрейфа льда

Vk - скорость дрейфа льда

V9 - относительная скорость истирания (взаимодействия)

Dk - диаметр ледяного образования

hk - толщина ледяного образования

Nk - сплоченность льда

Тк - температура льда

Z*; - уровень моря

Rk - прочность льда на одноосное сжатие

Pice - плотность льда

pw - плотность воды

Vice - угол внутреннего трения льда

Е - модуль упругости ледяного покрова

V - коэффициент Пуассона льда

С - коэффициент сцепления льда

L0 - начальное расстояние между ледяными образованиями

- расстояние между приближающимся ледяным образованием и крайним ледяным образованием в блоке льда на ьом шаге расчета.

А — площадь ледяного образования на ¡-ом шаге расчета

М~ масса ледяного образования на 1-ом шаге расчета

к] - толщина ледяного покрова с учетом скола

аа - расстояние между сооружением и блоком льда

ЕЪр - ледовая нагрузка при внедрении опоры в ледяное образование

Еср - ледовая нагрузка при остановки ледяного образования

Ер - ледовая нагрузка на многоопорное сооружение

ЕЪи - ледовая нагрузка при потере устойчивости ледяного покрова

- сила трения от течения на контакте «лед-вода»

Ер - сила обжатия опоры сооружения ледяными образованиями (битый лед)

<7р - контактное напряжение в ледяной плите (битый лед)

сгу - расчетное контактное напряжение.

с1Ьг - ширина зоны контакта

¿4 - длина зоны контакта

X - длина пути взаимодействия

4 а- длина пути истирания

ка - поправочный скоростной коэффициент абразии

д=/(а,Т) - интенсивность ледовой абразии

А=д-1к - глубина ледовой абразии

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование процессов формирования ледовых воздействий, вызывающих абразию сооружений шельфа»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из приоритетов мировой тенденции расширения границ освоения запасов углеводородов является освоение шельфовых месторождений замерзающих морей. Более 85% общих ресурсов нефти и газа российского шельфа сосредоточено в арктических морях. Поэтому проблема оценки ледовых воздействий на технические средства освоения морских месторождений нефти и газа является актуальной. Ее разработкой в настоящее время заняты многие зарубежные научные центры и ряд научных коллективов в нашей стране.

Существуют различные нормативные документы, в которых определяется расчетное (экспериментальное) значение ледовой нагрузки. Однако практический опыт эксплуатации показывает, что есть вероятность потери несущей способности конструкции (элемента конструкции) в результате повреждений в опасных сечениях от сравнительно умеренных воздействий большой повторяемости.

В результате динамических воздействий поверхность сооружения, контактирующая со льдом, постоянно подвергается ледовой абразии, что многократно ускоряет коррозию и разрушение материала конструкции. Величина ледовой абразии зависит от большого количества факторов, основными из которых являются контактное давление, длина пути истирании и сопротивление материала ледовой абразии.

Большинство исследований в области ледовой абразии сосредоточено на изучении самого процесса разрушения материала конструкции, но в них не рассматривается интенсивность воздействия льда на поверхность конструкции.

Результаты долгосрочных исследований ледяного покрова и его воздействий позволяют сделать вывод, что проблема абразии морских ледостой-ких платформ (МЛП) может быть разделена на две части. С одной стороны, глубина абразии определяется интенсивностью и продолжительностью ледо-

вого воздействия, а с другой стороны, она обусловлена способностью материала конструкции сопротивляться истирающим воздействиям.

Целью работы является разработка методики расчета глубины ледовой абразии сооружений континентального шельфа в зоне переменного уровня.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: выполнен аналитический обзор факторов, влияющих на процесс ледовой абразии; уточнена общая имитационная модель воздействия дрейфующего ледяного покрова; разработана математическая модель абразионного воздействия различных типов ледяных образований на сооружение; выполнена верификация математической модели на основе экспериментальных (натурных) данных.

Методы исследования. Для решения поставленных задач используются следующие методы: математическое моделирование; теория вероятностей и математическая статистика; физическое моделирование.

Новизна работы заключается в разработке модели взаимодействия сооружения с различными типами ледяных образований с учетом планово-высотного и временного распределения ледяного воздействия в зоне истирания, а также в уточнении общей имитационной модели воздействия дрейфующего ледяного покрова в части определения мгновенной прочности льда.

Практическое значение работы: разработанная верифицированная методика может быть применена для расчета глубины ледовой абразии морских инженерных сооружений; результаты работ использованы в отчете «Ice abrasion test», выполненном НПО Гидротекс по контракту с Aker Engineering & Technology; разработанная методика и компьютерная программа расчета применены при проектировании и строительстве нефтедобывающей платформы для месторождения Аркутун-Даги по проекту «Сахалин 1».

Достоверность научных положений и рекомендаций обоснована общепринятыми апробированными исходными положениями; верификацией теоретической модели по данным натурных наблюдений.

Апробация работы. Основные положения работы представлялись на 20-ой международной конференции Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC) - Luleâ, Sweden, 9-12 июня 2009; 20-ой международной конференции International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE) -Beijing, China, 20-26 июня 2010; 9-ой международной конференции Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium (PACOMS) - Busan, Korea, 14-17 ноября 2010; 21-ой международной конференции ISOPE - Maui, Hawaii, USA, 1924 июня, 2011; научных семинарах кафедры гидротехники ДВГТУ (ДВФУ) (2008-2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, получено 4 авторских свидетельства.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из глоссария, списка обозначений, введения, четырех глав, заключения, списка литературы; содержит 138 страниц текста, 109 рисунков и графиков, 11 таблиц, 143 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель, задачи и новизна полученных результатов, их эффективность и возможные области использования.

В первой главе приведен общий анализ работ, посвященных полевым, экспериментальным и теоретическим исследованиям в области изучения ледовой абразии.

Проблемой оценки интенсивности ледовой абразии гидротехнических сооружений на протяжении последних тридцати лет занимаются научные центры во всем мире: в Японии - Y. Itoh, H. Saeki (1989-1994), в Канаде и США - V. Malhotra (1988), G.C. Hoff (1989), в Норвегии - J. Janson (1988), S. Huovinen (1990), В. Fiorio (2002), в России - А.Т. Беккер, Т.Э. Уварова, С.Д. Ким (2005-2008), С.А. Вершинин (2004-2006).

Результаты долгосрочных исследований ледяного покрова и его воздействия позволяют сделать вывод, что проблема абразии оснований грави-

12

тационного типа (ОГТ) может быть разделена на две части:

• проблема ледовой нагруженности (ледовых воздействий, вызывающих абразию);

• проблема сопротивления материала конструкции истирающему воздействию.

Большинство исследований были ориентировано на изучение сопротивления материала на образцах в лабораторных условиях, а также на изучении воздействия льда на инженерные сооружения в полевых условиях.

На основании проведенного анализа исследований были обобщены основные факторы, влияющие на ледовую абразию: контактное давление при взаимодействии льда и сооружения; путь взаимодействия (истирания) между сооружением и ледяным полем в зоне контакта; прочность и температура льда; скорость относительного перемещения при взаимодействии; сопротивление материала и его компонентов истиранию.

Процесс математического описания интенсивности воздействия льда на инженерные сооружения континентального шельфа осложнен высокой неоднородностью как физико-механических свойств ледяных образований, так и высокой степенью пространственно-временной неоднородности самого ледяного покрова в процессе перемещения (дрейфа) ледяных образований.

В настоящее время существуют различные нормы и правила (СНиП, ВСН, DNV, ISO, API), в которых определяется расчетное (экстремальное) значение ледовой нагрузки с точки зрения внезапного отказа сооружения при взаимодействии с ледяным образованием. Однако ни один из этих документов не дает возможности учесть все воздействия ледяных образований за период эксплуатации. Одним из способов определения режима эксплуатационной нагруженности (интенсивность воздействия за весь период эксплуатации) является имитационное моделирование. Имитационная модель должна описывать неоднородность в различных масштабах: в глобальном (возможные параметры ледяного покрова в районе строительства для конкретного сезона), в местном (возможность взаимодействия ледяного образования с опо-

рами сооружения или, проще говоря, вероятность попадания и время существования подобной ситуации) и в малом масштабе (конкретное значение ледовой нагрузки на сооружение в конкретный момент времени, давление и длина пути взаимодействия в малые временные интервалы).

Во второй главе предложена математическая имитационная модель формирования ледовой нагрузки, расчета длины пути абразии и величины ледовой абразии от различных типов ледяных образований.

Для обоснованного определения контактного давления и длины пути истирания необходимо иметь математический аппарат для расчета ледовой нагрузки, величина которой зависит не только от свойств льда, но и от модели разрушения льда на контакте «лед-сооружение». Длина пути истирания определяется процессами дрейфа ледяных образований и их взаимодействием с опорой сооружения. Хорошо обоснованной теории разрушения материала на контакте на данном этапе исследования нет, так как оба материала (и лед, и бетон) обладают довольно большой степенью неоднородности. Расчет ледовой абразии должен учитывать и воздействие льда на сооружение, и сопротивление ледовой абразии.

На основе принципов имитационного моделирования была уточнена общая имитационная модель взаимодействия ледяного покрова с сооружением. Модель основана на численном формировании функции распределения параметров ледового режима и имитации всех возможных ситуаций, характеризуемых случайным сочетанием значений входных параметров. В результате численного моделирования и имитации всех расчетных ситуаций за весь период эксплуатации сооружения определяются вероятностные характеристики ледовой нагрузки, контактного напряжения в ледяной плите, длины пути взаимодействия, длины пути истирания и глубины истирания материала корпуса конструкции.

Любой сценарий взаимодействия позволяет определить основные параметры, необходимые для расчёта эксплуатационной нагруженности, а именно - длину зоны взаимодействия, размеры зоны взаимодействия и место

ее приложения, силу на контакте «лед-сооружение», перемещение ледяного образования относительно сооружения. Основную трудность в расчете представляет определение времени и длины пути взаимодействия ледяной плиты с бетонным основанием МЛП. Для реализации этой задачи используется закон сохранения импульса и теорема об изменении кинетической энергии ледяного поля.

В третей главе выполнена косвенная верификация - численный эксперимент и сопоставление результатов с исследованиями других авторов, приведены результаты исследования математической модели, выявлены зависимости ледовой абразии от различных факторов. В работе также представлены результаты прямой верификации с использованием данных натурных наблюдений.

Для исследования влияния этих факторов на величину ледовой абразии были выполнены полнофакторные численные эксперименты с использованием разработанного алгоритма и программы расчета.

Следует отметить, что форма распределения рассчитанной глубины ледовой абразии по высоте практически совпадает с наблюдаемой. На основании этих сопоставлений можно сделать вывод, что точность вычисления глубины ледовой абразии разработанной математической модели достаточно велика. Таким образом, расчетные и наблюдаемые глубины ледовой абразии являются сопоставимыми величинами.

В четвертой главе приведен общий порядок расчета и пример расчета ледовой абразии для сооружения, установленного в условиях Охотского моря.

Заключение диссертации по теме «Механика деформируемого твердого тела», Помников, Егор Евгеньевич

4.6 Выводы

Результаты исследований ледовой абразии бетона ОГТ Ааркутуи-Даги показывают, что бетон марки \Ъ обладает достаточным сопротивлением против истирания ледяным покровом в условиях Охотского моря. Глубина абразии более 80 мм является незначительной для условий Охотского моря. Это связано с высоким качеством бетона, проектируемого для применения в опорных конструкциях ОГТ Аркутун-Даги.

1,5 -г

Abrasion, mm complete abrasion broken ice abrasion Ice fields abrasion

Abrasion distance at 40 years, km

-Abrasion complete distance Broken ice

- Ice fields

Рисунок 4.8 - Абразия и путь истирания по модели \Ъ Гидротекс

Abrasion, mm Abrasion distance at 40 years, km complote abrasion -Abrasion complete distance broken ice abrasion — — Broken ice

Ice fields abrasion — -Icefields

Рисунок 4.9 - Абразия и путь истирания по модели Saeki

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость освоения морских нефтегазовых месторождений шельфа северных морей требует тщательного учета особенностей ледового режима акваторий обустройства. Параметры дрейфующего льда определяют конструктивные решения опорной части МЛП, влияют на его динамику и существенно сказываются на параметрах и формах разрушения ледяного поля при взаимодействии с конструкцией. Таким образом, проблема определения ледовых нагрузок на морские ГТС становится актуальной. Сложность проблемы усугубляется не только влиянием на ледовые нагрузки большого количества природных факторов случайного характера с широким диапазоном изменчивости, но и большим разнообразием форм ледяного покрова и расчетных случаев их воздействия на сооружения. Кроме того, ледовая нагрузка имеет циклический характер нагружения. Однако, на основе обзора моделей ледовой нагрузки следует заключить, что в настоящее время практически отсутствуют методы определения вероятностных характеристик параметров ледовой нагрузки, необходимых для расчета сооружений на постепенный отказ.

Поэтому в работе была предложена методика определения количества циклов и режима нагружения сооружения дрейфующим ледяным покровом, которая дает возможность получить их вероятностные характеристики. Методика реализована в форме разработанных автором вероятностной модели формирования ледовой нагрузки и имитационной детерминированной модели механического взаимодействия льда с опорой МЛП, являющейся частью вероятностной модели формирования ледовой нагрузки. Модель основана на энергетическом подходе к определению ледовой нагрузки и описывается дифференциальным и балансовым соотношениями. Разработан численный алгоритм общей вероятностной модели взаимодействия.

На основе анализа проблемы определения ледовой нагрузки в работе дано обоснование целесообразности применения в качестве исходных данных гистограмм входных параметров, целесообразности учета только тех ледяных полей, которые в конкретных условиях эксплуатации МЛП создают циклический характер изменения ледовой нагрузки, что необходимо для расчета сооружений на постепенный отказ.

Для изучения процесса формирования ледовой нагрузки в модели механического взаимодействия ледяных полей с МЛП в работе были выполнены численные эксперименты с помощью компьютерной программы. С целью сокращения количества численных экспериментов в работе были использованы рекомендации по планированию активного эксперимента [49,72].

Численные исследования детерминированной модели показали ее работоспособность и позволили получить функциональную зависимость количества циклов нагружения от основных исходных параметров, которая может быть использована на предварительных стадиях проектирования.

Для исследования функционирования вероятностной модели формирования ледовой нагрузки были выполнены численные эксперименты для различных габаритных размеров сооружения. Численное моделирование осуществлялось путем перебора всех возможных сочетаний исходных параметров в соответствии с их распределениями. Получена зависимость количества циклов от диаметра сооружения.

В качестве апробации методики выполнено моделирование конкретного объекта - модернизированной ледостойкой опоры «Моликпак». Следует отметить характерное действие ледовой нагрузки в плане с преобладающими направлениями север, восток, юг. Данный характер действия нагрузок обуславливает необходимость усиления конструкции именного с этих направлений.

На основе разработанной методики появилась возможность получить распределения вероятностных характеристик ледового режима, а именно:

- распределения ледовой нагрузки, времени прорезания льда опорой, периода нагружения и количества циклов нагружения;

- распределения тех же параметров, по всем направлениям дрейфа льда вокруг опоры (розы ледовой нагрузки, времени прорезания льда опорой, периода нагружения и количества циклов нагружения);

- режим нагружения МЛП дрейфующим ледяным покровом;

- розу режима нагружения МЛП дрейфующим ледяным покровом.

Предложенная в работе методика ориентирована на прогноз разрушения конструкции от усталостных повреждений в процессе эксплуатации. Методика позволяет получить вероятностные характеристики режима нагружения сооружения, вероятностные характеристики ледовой нагрузки, а самое главное - времени прорезания льда опорой, чего не предлагалось ранее.

Помимо этого методика дает возможность рассчитать значения эксплуатационной нагруженности сооружения дрейфующими ледяными полями. Результаты исследований могут быть использованы при совершенствовании нормативных документов по расчету шельфовых ГТС от действия ледовой нагрузки.

Применение разработанной автором методики определения количества циклов и режима нагружения сооружения дрейфующим ледяным покровом апробировано, на примере расчета конструкции на усталостную прочность.

В работе была предложена методика определения величины ледовой абразии сооружения дрейфующим ледяным покровом. Методика реализована в форме разработанной автором вероятностной модели формирования ледовой нагрузки и имитационной детерминированной модели механического взаимодействия льда с опорой МЛП, являющейся частью вероятностной модели формирования ледовой нагрузки. Модель основана на энергетическом подходе к определению ледовой нагрузки и описывается дифференциальным и балансовым соотношениями.

Разработан численный алгоритм общей вероятностной модели взаимодействия и программа расчета «1сс81т1п».

Разработанная математическая модель позволяет определить эксплуатационную нагруженность сооружения (давление на контакте и длину пути взаимодействия для каждой точки за весь период эксплуатации сооружения) с учетом параметров сооружения и основных характеристик ледового режима района строительства.

Для изучения процесса формирования ледовой нагрузки в модели механического взаимодействия ледяных полей с МЛП в работе были выполнены численные эксперименты с помощью разработанной автором компьютерной программы. Численные исследования детерминированной модели показали ее работоспособность и позволили получить функциональную зависимость величины ледовой абразии от основных исходных параметров, которая может быть использована на предварительных стадиях проектирования.

Была проведена верификация модели на основании натурных данных, полученных с маяков, которые подвергались абразионному воздействию льда в течение 44 лет.

В качестве апробации методики выполнено моделирование конкретного объекта - морской ледостойкой платформы для Аркутун-Дагинского месторождения. Предложенная в работе методика ориентирована на прогноз разрушения элементов конструкции в процессе эксплуатации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Помников, Егор Евгеньевич, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Св-во... № 2011619023 Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Взаимодействие льда с сооружением (IceStrln 2.0 (Абразия) / А.Т. Беккер, Т.Э. Уварова, Е.Е. Помников. - Заявка № 2011617041 от 21.09.11; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18.11.11.

Св-во...№ 2011619024 Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Программа для графической интерпретации результатов расчета (Construction 3D) / Т.Э. Уварова, Е.Е. Помников. - Заявка № 2011617043 от 21.09.11; зарегистрировано в Ре-естре программ для ЭВМ 18.11.11.

Св-во...№ 2012610822 Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Программа для определения распределения прочности и температуры льда с учетом пространственно временной неоднородности (Прочность льда) / А.Т. Беккер, Т.Э. Уварова, Е.Е. Помников. - Заявка № 2011617042 от 21.09.11; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18.01.12.

Св-во...№ 2012610822 Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Программа для определения распределения прочности и температуры льда с учетом пространственно временной неоднородности (Прочность льда) Заявка № 2011617042 от 21.09.11; зарегистрирована, в Реестре программ для ЭВМ 18.01.12

Беккер А.Т., Уварова Т.Э., Субботницкий В.В. Расчет ледостойких гидротехнических сооружений на усталость // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике Л.: Энергоатомиздат, 1991а. с. 145-147.

Беккер А.Т., Уварова Т.Э., Перепелица А.Н. Вероятностные аспекты расчета гидротехнических шельфовых сооружений на ледовые воздействия // Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. - Л. : Энергоатомиздат, 19916.-С. 124-129.

Беккер А.Т., Уварова Т.Э., Перепелица А.Н. Расчет вероятностных характеристик режима нагружения гидротехнических сооружений шельфа ледяным покровом // Гидротехнические сооружения. - Владивосток : ДВГТУ, 1993. - С. 89-92.

Беккер А.Т. Модель процесса разрушения ледяной плиты при контакте с сооружением // Гидротехнические сооружения. - Владивосток : ДВГТУ, 1995.-С. 118-34.

Беккер А.Т. Разработка методов расчета вероятностных характеристик ледовых нагрузок для оценки надежности сооружений континентального шельфа : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - СПб., 1998. - 38 с.

Беккер А.Т. Вероятностные характеристики ледовых нагрузок на сооружения континентального шельфа : монография. - Владивосток : Даль-наука, 2004. - 401 с.

Беккер А.Т., Макарова Н.В. К вопросу о развитии нанотехнологий производства строительных композитов в условиях рынка дальневосточного региона России // Электронное периодическое издание «Вестник Дальневосточного государственного технического университета». - 2010. - №1 (3).

Белонин М.Д., Григоренко Ю.Н. и Андреева H.A. Актуальные проблемы прогноза и освоения углеводородных ресурсов северо-западных акваторий России : монография. - СПб., 1999.

Богородский В.В. и Таврило В.П. Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии : монография. - Л. : Гидрометеоиздат, 1980. - 384 с.

Вершинин A.C. Воздействие льда на морские сооружения шельфа // Серия «Итоги науки и техники. Водный транспорт». - М. : ВИНИТИ, 1988. -Т. 13.

Вершинин С.А., Трусков П.А., Кузмичев К.В. Воздействия льда на сооружения сахалинского шельфа : монография. - М. : ОАО «Институт «Ги-простроймост»», 2005. - 207 с.

Герман В.Х., Левиков С.П. Вероятностный анализ и моделирование колебаний уровня моря : монография. - Л. : Гидрометеоиздат, 1988.

Глумов И.Ф., Мурзин P.P. Минеральные ресурсы России // Экономика в управлении. - 2002. - № 6.

ГОСТ ИСО 19906 (проект, первая редакция) Национальный стандарт РФ, Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения арктического шельфа. -М. : Стандартинформ, 2011.

Григоренко Ю.Н., Маргулис Л.С. Комплексное освоение ресурсов и запасов углеводородов Дальнего Востока // Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты. - СПб., 2004.

Григоренко Ю.Н., Маргулис Л.С., Новиков Ю.Н., Соболев Ю.С.

Морская база углеводородного сырья России и перспективы ее освоения // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2007 (2). www.ngtp.ru.

Железняков Г.В. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока : монография. - М. : Колос, 1984.

Коммерсант № 106(4406) Приложение к газете «Коммерсант» № 106(4406) от 17.06.2010www.kommersant.ru/doc/1387383.

Кульмач П.П. Морские железобетонные основания гравитационного типа для освоения полярного шельфа : монография. - СПб.; М. : 26 ЦНИИ МО РФ, 1999

Месторождение - Аркутун-Даги : Береговые и морские сооружения Проект Сахалин-1. Т. 3 : Платформа Аркутун-Даги. Ч. 1 : Основание гравитационного типа. Кн. 1 : Пояснительная записка. 25-Сен-2009.

Мнтенков Ф. М., Знышев В.В., Кнрюшина Е.В., Николаев М.Я. и

др. Особенности верификации компьютерных моделей / Труды VIII между-

народной конференции «Идентификации систем и задачи управления» SICPRO'09, Москва, 2009. С. - 976-981.

Носков Б.Д., Правдивец Ю.П. Гидросооружения водных путей, портов и континентального шельфа. Ч. III : Сооружения континентального шельфа : учебник. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 280 с.

Отчет FIB (1996) Отчет международной федерации бетона FIB «Долговечность бетонных сооружений в Северном море». 1996.

Отчет STF22 F04609 Сопротивление замораживанию-оттаиванию. Ч. VII: «Сахалин II, Фаза 2». Качество бетона. - Трондхейм, Sintef, 2004.

Отчет НИР ДальНИИС : Программа по контролю качества и долговечности бетона возводимых железобетонных платформ по проекту «Саха-лин-2». - Владивосток : ДальНИИС, 2005.

Отчет НИР НИИЭС : Дополнительные испытания бетона на морозостойкость по образцам-кернам, отобранным из бетонных оснований гравитационного типа по проекту «Сахалин-2». - М. : НИИЭС, 2005.

Проект Сахалин-1 Месторождение - Аркутун-Даги - Береговые и морские сооружения Проект Сахалин-1 Том 3 - Платформа Аркутун-Даги Часть 1: Основание гравитационного типа Книга 1 - Пояснительная запис-ка25 сентября 2009

РД 03-34-2000 Требования к составу и содержанию отчета о верификации и обосновании программных средств, применяемых для обоснования безопасности объектов использования атомной энергии. - М. : Госатомнадзор России, 2000. - 30 с.

РД 31.3.05-97 Нормы технологического проектирования морских портов. -М.: Союзморниипроект, 1998.

Рекомендации по планированию экспериментов. - Владивосток : ДальНИИС, 1986. - 64 с.

Руководство по изучению физико-механических свойств льда / под ред. Г .Я. Яковлева. - Л. : ААНИИ, 1971. - 45 с.

СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М. : Стройиздат, 1995. - 40 с.

СП 11-114-2004 «Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морскихнефтегазопромысловых сооружений» / Госстрой России. - М.: Производственный инаучно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (ФГУП«ПНИИИС») Госстроя России, 2004.

Сурков E.H. Исследование ледовых условий для проектирования нефтегазодобывающих платформ на шельфе о. Сахалин : дис. ... д-ра техн. наук. - Оха, 2001.

Трусков П.А. Исследование ледовых условий для проектирования технических средств обустройства месторождений нефти и газа (на примере Охотского моря) : дис. ... д-ра техн. наук. - Оха, 1995.

Уварова Т.Э., Беккер А.Т., Бронников Р.С Расчет вероятностных характеристик режима нагружения гидротехнических сооружений шельфа ледяным покровом // Материалы региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс». - Владивосток, 1998а. - Ч. 2. - С. 171-175.

Уварова Т.Э., Ким С.Д., Кочкин C.B. и др. Моделирование режима нагружения морских акваторий // Материалы региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс». - Владивосток, 19986. - Ч. 2. - С. 168-170.

Уварова Т.Э. Методика определения количества циклов и режима нагружения сооружения дрейфующим ледяным покровом : автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Владивосток, 1999.

Уварова Т.Э., Ким С.Д., Жаров П.С. и др. Истирающее воздействие ледяного покрова на опоры гидротехнических сооружений в условиях шельфа о. Сахалин // Материалы региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс». - Владивосток : ДВГТУ, 2002. - Ч. 2. - С. 198-201.

134

Уварова Т.Э., Помников Е.Е. Влияние формы ледяного образования на величину ледовой нагрузки // Материалы региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и научно-технический прогресс». - Владивосток: ДВГТУ, 2010. - Ч. 2. - С. 239-243.

Уварова Т.Э. Режим нагружения при взаимодействии ледяного поля с сооружением // В мире научных открытий. - Красноярск : Научно-инновационный центр, 2011а. - Т. 14, № 2. - С. 29-32

Уварова Т.Э. Вероятностная имитационная модель взаимодействия ледяного покрова с сооружением // Системы. Методы. Технологии. - 20116. -№ 4(12). - С. 53-60.

Уварова Т.Э. Оценка размеров зоны ледовой абразии // Сб. науч. тр. «Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева». - 2011в. - Т. 264. - С. 130-136

Уварова Т.Э. Методика определения глубины ледовой абразии // Системы. Методы. Технологии. - 2011г. - № 4(12). - С. 46-52

Уварова Т.Э. Многоцикловое воздействие дрейфующего ледяного покрова на сооружения континентального шельфа // Вестн. МГСУ. - 2012а. - № 1.-С. 41-45

Уварова Т.Э., Помников Е.Е. Учет планово-высотной изменчивости истирающего воздействия ледяного покрова на морские инженерные сооружения // Вестн. МГСУ. - 20126. - № 1. _ с. 46-50.

Философия : энциклопедический словарь / под редакцией A.A. Иви-на. - М. : Гардарики, 2004.

Хрусталев Н.К. Международная символика для морских ледовых карт и номенклатура морских льдов : монография. - JI. : Гидрометиоиздат, 1984.

Шенк X. Теория инженерного эксперимента : монография. - М. : Мир, 1972.-381 с.

Abdelnour R., Comfort G., Malik L. and Sumner K. Ice Abrasion Tests of Metal Based Coatings // Proc. of the 18th IAHR Intern. Sympos. on Ice. - 2006. - P. 277-285.

Alexeev Yu.N., Afanasev V.P., Liferov O.E. et al. Ice-technical features of exploration of offshore oil and gas fields. - St. Petersburg : HydroMeteoIzdat Publ., 2001.

API RP 2N Recommended practice for planning, designing and constructing structures and pipelines for Arctic conditions = API RP 2N. - Dallas : Amer. Petroleum Inst. Bulletin, 1995.

Banke E.G., Smith S.D. Wind stress on arctic sea ice : J. Geophys. Res., 1973.

Barker A. and Timco G. Ice rubble generation for offshore production structures: current practices overview // Technical Report CHC-TR-030. - Canadian Hydraulics Centre National Research Council of Canada, Ottawa, 2005.

Barker A. and Timco G. The Effect of Structure Shape on the Broken Ice Zone Surrounding Offshore Structures // Proc. of the 17th Intern. Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC'03). - Trondheim, Norway, 2003. - Vol. 2. - P. 787-796.

Bastian, J., Standberg, A.G., Graham, W.P. and Mayne. D. Caspian Sea Sprayed Ice Protection Structures // Proc. 17th IAHR'04 Int. Sympos. on Ice. - St. Petersburg, 2004. - Vol. 2. - P. 58-67.

Beketsky, S.P., Astafiev, V.N. and Truskov, P.A. Design Parameters for Hummocks and Grounded Hummocks in the Sea of Okhotsk // Proc. of the 7th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ISOPE). - 1997. - Vol. 2. - P. 487^93.

Bekker A. Problems of the ice cover abrasion action on legs of concrete offshore structures // Proc. Works Ice Abrasion on Concrete Structures. - Norway : Nordic Concrete Federation, 2008. - P. 45-58.

Bekker A.T., Seliverstov V.I. Experimental study of ice-cylindrical pile interaction // Proc. of the 3th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ISOPE). - Singapore, 1993. - Vol. 2. - P. 529-531.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Shtanko L.F. Load combination for offshore structures // Proc. of the 4th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ISOPE). - Osaka, 1994. - P. 517-520.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Seliverstov V.I. Definitions of loading regime for offshore structure from drifting ice cover // Proceedings INSROP Sympos.. -Tokyo, 1995. - P. 405-408.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Chetyrbotsky A.N. Interactive model of ice-structure interaction // Proc. of the 8th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ISOPE). - Montreal, 1998. - Vol. 2. - P. 493-498.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Kim S.D. et al. Loading regime of ice-structure interaction // Proc. of the 11th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ISOPE). - Stavanger, Norway, 2001a. - Vol. 1. - P. 761-769.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Sabodash O.A., et al. Model of ice plate failure on offshore structure contact // Proc. Asian and Pacific Coastal Engineering. -Dalian, China, 2001b.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Seliverstov V.I., et al. Abrasion effect of ice cover on supports of hydraulic engineering structures in conditions of Sakhalin island shelf // Proc. of the 18th Intern. Sympos. on Okhotsk Sea & sea ice. - Mom-betsu, Hokkaido, Japan, 2003a.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Kim S.D. Abrasion effect of ice cover on supports of Hydraulic engineering structures in conditions of Sakhalin island shelf // Proceedings of the 13th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ISOPE). -Honolulu, Hawaii, 2003b. - Vol. 1. - P. 473-476.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Kim S.D. Model of mechanical ice-structure interaction for Sakhalin offshore conditions // Proc. of the 14th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. (ICOPE). - Toulon, France, 2004a. - Vol. 1.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Kim S.D. Numerical Simulation of the Process of Interaction between Drifting Ice Fields and Structure Support // Proceeding of

The Sixth ISOPE Pacific : Asia Offshore Mechanics Sympos. - Vladivostok, Russia, 2004b.-P. 123-128.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Kim S.D. Numerical Simulation of the Process of Interaction between Drifting Ice Felds and Structure Suppor // Proceedings of the 15th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Seoul, Korea, 2005. -Vol. 1.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Slautenko M.A. Evaluation of area extent of structure body of marine engineering constructions suffering ice abrasion // Proc. of 19th Intern. Sympos. on Ice (International Association of Hydraulic Engineering and Research (IAHR 08). - Vancouver, British Columbia, Canada, 2008.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Pomnikov E.E. The Registration of Temperature during Calculation of the Ice Abrasion // Proc. of the 9th ISOPE Pacific : Asia Offshore Mechanics Sympos. - Busan, Korea, 2010. - P. 226-229.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Pomnikov E.E. Calculation of Ice Abrasion for the Lighthouses Installed in the Gulf of Bothnia // Proceeding of the 21th Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Condition POAC 11. -Montreal, Canada, 2011a.

Bekker A.T., Uvarova T.E., Pomnikov E.E. et al. Experimental Study of Concrete Resistance to Ice Abrasion // Proceedings of the 21st Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Maui, Hawaii, USA, 201 lb.

Brown T.G. Four Year of Ice Force Observation on the Confederation Bridge // Proc. of the 16th Intern. Conf. on Port and Ocean Polar Engineering under Arctic Condition (POAC-Ol) -. Ottawa, Canada. - 2001. - Vol. 1 - P. 285-298

Calabrese, J.S, Buxton, R. and March, G. Frictional Characteristics of Materials Sliding Against Ice // Journ. of the American Society of Lubricating Engineers. - 1980. - Vol. 36, № 5. - P. 283-289.

Croasdale, K., Marcellus, R., Metge, M. and Wright, B. Overview of Load Transmission through Grounded Ice Rubble, Program of Energy Research &

Development (PERD) : Report prepared for National Research Council Canada, Ottawa, 1994.

Croasdale, K.R. Ice Forces: Current Practice // Proc. 7th OMAE. - Houston, 1988.-P. 133-151.

Dunderdale, P. and Wright, B. Pack Ice Management on the Southern Grand Banks Offshore Newfoundland, Canada // Noble Denton Canada and B. Wright & Associates report for National Research Council of Canada, PERD/CHC Report 20-76, 2005.

Dunwoody A.D. The Design ice island for impact Against an Offshore Structure // Proc. 15th Offshore Technology Conf. - Houston, 1983. - Vol. 2. - P. 325-330.

Enoki K., Ishii C., Kunimatsu S. et al. Control of Ice Floes Movements by the Ice Boom // Proc. of Civil Engineering in the Ocean. - 1992. - Vol. 8. - P. 153-158.

Evers K. and Weihrauch A. Design and model testing of ice barriers for protection of offshore structure in shallow water during winter // Proc. of 17th Intern. Sympos. on Ice / International Association of Hydroulic Engineering and Research (IAHR 04). - St. Petersburg, CIS, 2004. - Vol, 2. - P. 124-131,

Fiorio B., Meyssonnier M. and Boulon M. Experimental study of the friction of ice over concrete under simplified ice-structure interaction conditions // Can. J. Civil Eng. - 2002. - Vol. 9. - P. 347-359.

Fiorio B. Wear characterization and degradation mechanisms of a concrete surface under ice friction // Construction and Building Materials. - 2005. - Vol. 19, Is. 5.-P. 366-375.

Fischer-Cripps A.C. Introduction to Contact Mechanics // 2nd edition, Springer Science+Business Media, 2007. - 221 p.

Fossa K.T. Improvement of the ice zone on structures for Sub Arctic areas // Workshop on Ice abrasion concrete structures. - Helsingfors, Finland, 2007. - P. 1-15.

Frederking, R. and Barker, A. Friction of Ice on Various Construction Materials : Technical Report HYD-TR-67, PERD/CHC 3-49, November, 2001. -33 p.

Frederking, R. and Barker, A. Friction of Sea Ice on Steel for Condition of Varying Speeds // Proc. of the 12th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. -Kitakyushu, Japan, 2002a. - P. 766-771.

Frederking, R. and Barker, A. Friction of Sea Ice on Various Construction Materials // Ice in the Environment : Proc. of the 16th Intern. Sympos. on Ice / IAHR International Association of Hydraulic Engineering and Research. - Dunedin, New Zealand, 2002b. - P. 442^49.

GL 2005 Germanischer Lloyd / Guideline for the Construction of Fixed Offshore Installations in Ice Infested Waters. Germanischer Lloyd, Hamburg, Germany, 2005.

Gurtner A. Experimental and Numerical Investigation of Ice-Structure Interaction : Doctoral thesis NTNU, 2009. - 183 p.

Hanada, M., Ujihira, M., Hara, F. and Saeki, H. Abrasion Rate of Various Materials Due to the Movement of Ice Sheets // Proc. of the Sixth Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Los Angeles, USA, 1996.

Hara F. Conditions of Arch Formation by Ice Floes at Bridge Piers // Proc. of Cold Region Technology Conf. - 1993. - Vol. 9. - P. 654-659.

Hara F., Ohshima K., Hanada M. et al. Design Method to Counter the Abrasion of Hydraulic Structures Due to Ice Sheet Movements // The 9th Workshop on River Ice. - 1997.

Hara, F., Saeki, H., Sato, M. et al. Prediction of the degree of abrasion of bridge piers by fresh water ice and the protective measures // Proceedings of the

140

Intern. Conf. on Concrete under Severe Conditions, CONSEC'95. - Sapporo, Japan, 1995a. - Vol. 1. - P. 485-494.

Hara, F., Takahashi, Y. and Saeki, H. Evaluation of test methods of abrasion by ice movements on the surface of reinforced concrete structures // Proceedings of the Intern. Conf. on Concrete under Severe Conditions, CONSEC'95. -Sapporo, Japan, 1995b. - Vol. 1. - P. 475-484.

Hobbs P.V. Ice Physics. - Clarendon Press, Oxford, 1974. - 394 p.

Hoff G. Resistance of Concrete to Ice Abrasion // A Review, American Concrete Institute SP 109. - 1988. - P. 427-455.

Hoff W.D., Hall C. Water transport in brick, stone fnd concrete. - L. and N.Y.: Spon press, 2002.

Huovinen, S. Abrasion of concrete by ice in arctic sea structures : VTT Publications 62 (Doctoral thesis). - Espoo, 1990a. - 110 p.

Huovinen, S. Abrasion of concrete by ice in arctic sea structure // AC : Materials Journ. - 1990b. - P. 266-270.

Huovinen, S. Abrasion of Concrete Structures by Ice // Cement and Concrete Research. - 1993. - Vol. 23, № 1. - P. 69-82.

Huovinen, S., Bergman, J., Hakkarainen, H. Deterioration defects and repair methods of facades. Vol. 1 : Development of a new methodology to analyse the durability of facade repair and retrofittingsystems-research program, http://www.hut.fl/Yksikot/Talo/iulk.htm#iulk78. - Espoo, 1998. - 60 p

Ice Abrasion Test Sakhalin-1 Arkutun-Dagi GBS Project RUSD-HYY-J2-BR-37000.8888.01 - Vladivostok, 2009.

Ice Load Design Brief - Prelimivary Engineering Phase, Sakhalin-2 Project. SE 2500-G-50-S-T-0002. - Sandwell, 2000

Ice Ridge Geometry Offshore Sakhalin Island, Winter 1998, State Research Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute

(AARI), Kvaerner Masa-Yards Arctic Research Center (MARC), and Environmental Company of Sakhalin : to Exxon Neftegaz Limited and Sakhalin Energy Investment Company Limited, 1998.

Itoh, Y., Tanaka, Y, and Saeki, H. Study on the Prediction Method of Abrasion Depth of Concrete Marine Structures due to Ice Movements // Proc. of Civil Engineering in the Ocean. - 1988a. - Vol. 7. - P. 221-225.

Itoh, Y., Yoshida, A., Tsuchiya, M. et al. An Experimental Study on Abrasion of Concrete Due to Sea Ice // Presented at the 20th Annual Offshore Technology Conf. - Houston, Texas, 1988b. - P. 61-68.

Itoh, Y., Asai Y., Saeki H. An Experimental Study on Abrasion of Various Concretes Due to Ice Movement / Evaluation and Rehabilitation of Concrete Structures and Innovation in Design // Proc. of the ACP Intern. Conf. - Hong Kong, 1991.-Vol. 2.-P. 839-850.

Itoh, Y., Tanaka, Y., and Saeki, H. Estimation Method for Abrasion of Concrete Structures Due to Sea Ice Movement // Proceedings of the Forth Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Osaka, Japan, 1994. - Vol. 2. - P. 545552.

Itoh, Y., Tanaka, Y., Delgado, A., and Saeki, H. Abrasion mode of a circular cylindrical concrete structure due to sea ice movement // Proc. of the 5th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Hague, Netherlands, 1995. - P. 381388.

Jacobsen S., Sistonen E., Huovinen S. et al. Ice Abrasion, Frost, De-Ice Salt Scaling and Reinforcement Corrosion on Concrete Structures: Interaction and Service-life // CONSEC'07, Concrete under severe conditions: Environment and loading. - Tours, France, 2007. - P. 1137-1152.

Jacobsen S. Moisture flow into concrete exposed to frost and ice // Proc. Nord. Minisem. - Vedbaek, Denm., 2010. - P. 109-122.

Jalnus H.O. and Petrie D.H. CIDS Spray Ice Barrier // Proc. of the 18th Technology Conf. - Houston, USA, 1988. - P. 575-584.

Janson J.E. Report of field investigation of ice impact on lightweight aggregate concrete - results from the winter season 1986-1987. - VBB, Stockholm, Sweden, 1987.

Janson J.E. Long Term Resistance of Concrete Offshore Structures in Ice Environment // 7th Intern. Conf. on Offshore Mechanics and Arctic Engineering (OMAE). - Houston, Texas, N.Y. : American Society of Mechanical Engineers, 1988.-Vol. 3.-P. 225-231.

Janson, J.E. Results from the winter season 1988-1989, conclusion after the three winters 1986-1989 // Joint Industry Study, Field Investigation of Ice Impact on Lightweight Aggregate Concrete, VBB, 1989. - Report № 3.

Jefferies, M. and Wright, W. Dynamic Response of Molikpaq to Ice-Structure Interaction // Proc. OMAE. - 1988. -Vol. IV.

Johnston M. and Timco G.W. Temperature Changes in First Year Arctic Sea Ice During the Decay Process Ice in the Environment // Proceedings of the 16th IAHR Intern. Sympos. on Ice. - Dunedin, New Zealand, 2002. - P. 194-202.

Kawai T., Kioka S., Tereshima T., Takeuchi T. On the abrasion of costal structure at estuary zone considering quasi-static pressure of sea ice // Proc. of the 19th IAHR Intern. Sympos. on Ice. - Vancouver, British Colombia, Canada, 2008. -P. 855-865.

Kunimatsu S., Hara F., Takahashi Y. et al. Study on the Size of Ice Floes at the Okhotsk Sea Coast // Proc. of Civil Engineering in the Ocean. - 1993. - Vol. 9. -P. 96-100.

Langleben M.P. Water drag coefficient at AIDJEX, Station Caribou // Ice processes and models / Pritchard R.S. - Univ. Wash, 1980.

Lengkeek, H. J., Croasdale, K.R. and Metge, M. Design of Ice Protection Barriers in the Caspian Sea // Proc. 22nd OMAE'03. - Cancun, 2003. - P. 831837.

Lister H., Pendhngton A. And Chorlton J. Laboratory Experiments On Abrasion Of Sandstones By Ice// Snow and ice Reports and Discussion / IAHR International Association of Hydraulic Engineering and Research, 1968 - P. 90-106.

Malhotra V.M., Zhang M.H., Sarkar S.L. Manufacture of concrete test panels, and their performance in the arctic // Marine Environment, 3rd CANMET/ACI Int. Conf. Perf. of Concr. Marine Environment, Spec. vol. Odd E. Gjorv Sympos. / ed. P.K. Mehta. - 1996. - P. 55-81.

Maye D.C., Lemee E.V. and Metge M. Ice Event on an Artificial Island in the Caspian Sea // Proc. of 16th Intern. Sympos. on Ice / International Association of Hydroulic Engineering and Research (IAHR 02). - Dunedin, New Zeland, 2002.

Mcclintock J., Mckenna R. and Woodworth-Lynas C. Grand Banks Iceberg Management : AMEC Earth & Environmental, R.F. McKenna & Associates and Petra International report to National Research Council of Canada, PERD/CHC Report 20-84, 2007.

Meguro, K. and Hakuno, M. Fracture analyses of concrete Structures by the modified distinct element method // Proc of JSCE, Structural Engr. - Japan Society of Civil Engineers, 1989. - Vol. 6, № 2. - P. 283-294.

Moen E., Jacobsen S., Myhra H.A. Ice Abrasion Data on Concrete Structures // Workshop on Ice abrasion concrete structures. - Helsingborg, 2007. - P. 59-103.

Nawwar, A.M., Malhotra V.M. Development of a Test Method to Determine the Resistance of Concrete to Ice Abrasion and/or Impact // American Concrete Institute SP 109. - 1988. - P. 401-426.

Neth V. Ice Rubble Formation along the Molikpaq // Proc. POAC-91. - St. John's, Newfoundland, 1991. - Vol. 1. - P. 241-258.

Nevel D.E. Probabilistic ice forces on Offshore Structures // IAHR/IUTAM Sympos. of Ice-Structure Interaction. - St. John's, 1989.

Nevel D.E. Ice force probability // USSR Academy of Sciences - US National Academy of Sciences First Soviet American Workshop on Ice Mechanics. -Moscow, 1991.

Neville A.M. Properties of concrete. 4th ed. - Pearson Prentice Hall, 1995. -

495 p.

PERD/CHC, 2002 Greenland Iceberg Management : Implications for Grand Banks Report, 2002 Management Systems, AMEC Earth & Environmental and C-CORE report to National Research Council of Canada, PERD/CHC Report 20-65, 2002.

PERD/CHC, 2005 Comprehensive Iceberg Management Database : PAL Report, 2005 Environmental Services report to National Research Council, PERD/CHC Report 20-72, 2005.

PSTS 5 Ice : Environmental Conditions and Loads (2002) - Sakhalin II Phase II Project Facilities Design 3400-Z-90-01-P-0075 June 2002.

RUSD-AEE-J2-CR-22000.8004 Task Force Report : Evaluation of Ice Protection for Shafts, 2009.

Saeki H., Ono T., Yamada T. and Ozaki A. Study on Force of Sea Ice

Acting on Vertical Structures // Proc. of the 28th Japanese Conf. on Coastal Engineering. - 1981a. - P. 396-400.

Saeki, H., Onodera, T., Tatsuta, M., and Ono, T. Experimental Study on Coefficient of Friction of Sea Ice // The Annual Meeting of Japan Society of Civil Engineers. - Hokkaido Branch, Sapporo, Japan, 1981b.

Saeki, H., Ono, T., Nakazawa, N. et al. The Coefficients of Friction between Sea Ice and Various Materials Used in Offshore Structures // Proc. of O.T.C., 1984a.

Saeki, H., Ono, T., Niu en Zong, and Nakagawa. N. Experimental Study on Direct Shear Strength of Sea Ice // Intern. Sympos. on Snow and Ice Processes at the Earth's Surface. ICS. - Sapporo, 1984b.

Saeki, H., Tanaka, S. and Ono, T. The Distribution of Ice Pressure on Offshore Pile Structure and the Failure Mechanics of Ice Sheet // Proc. of OTC. -1984c.-Vol. l.-P. 349-356.

Saeki, H., Asai, Y., Izumi, K., and Takeuchi, T. Study on the Abrasion of Concrete due to Sea Ice Movements // Proc. of Civil Engineering in the Ocean. -1985a.-Vol. l.-P. 68-73.

Saeki, H., Asai, Y., Izumi, K., and Takeuchi, T. Study of the abrasion of concrete due to sea ice// The 10th Marine Development Sympos., Japan, 1985b.

Saeki H., Ono T., Nakazawa N. et al. The coefficient of friction between sea ice and various construction materials used in offshore structures // Journ. of Energy resources technology «Transaction of the ASME». - 1986. - Vol. 108. - P. 65-70.

Saeki, H., Takeuchi, T., Yoshida, A. et al. Abrasion test for concrete due to sea ice // Proc. of Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC), Conf. - Alaska, 1987.

Saeki H. Mechanical Properties Between Ice and Various Materials Used in Hydraulic Structures. Adfreeze bond strength and abrasion rate // Proc. of 17th IAHR Intern. Sympos. on Ice. - St. Petersburg, 2004.

Saeki, H. Mechanical Properties Between Ice and Various Materials Used in Hydraulic Structures: The Jin S. Chung Award Lecture, 2010 // Intern. Journ. of Offshore and Polar Engineering / The International Society of Offshore and Polar Engineers. - 2011. - Vol. 21, № 2. - P. 81-90

Sanderson T.J. Ice mechanics. Risks to offshore structures. - L. : Graham & Trotman, 1988.- 156 p.

Schulson E.M., Duval P. Creep and Fracture of Ice. - Cambridge University Press, 2009. - 57 p.

Sodhi D.S. Local ice pressure measured during ductile and brittle crushing of ice // Proc. Works Ice Abrasion on Concrete Structures. - Norway : Nordic Concrete Federation, 2008. - P. 35-44.

STS-2009 Sakhalin I Project. Arkutun-Dagi field. Onshore & offshore structures. Specific Technical Specification on designing of gravity base structure of offshore ice-resistant stationary platform for Arkutun-Dagi field, 2009.

Takeuchi T., Kioka S., Saeki H. Significance of Tidal Change on Abrasion Area of Structures Due to Sea Ice Movement // Proc. of 18th IAHR Intern. Sympos. on Ice. - 2006. - P. 129-136.

Takeuchi T., Nakazawa N., Mikami T. et al. Abrasion of Offshore Structure due to Sea Ice Movement // Proc. of 15th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Seoul, Korea, 2005. - P. 729-732.

Takeuchi, T., Akagawa, S., Nakazawa, N. et al. Local ice pressure distribution acting on offshore structure // Proc. of 17th IAHR. - 2004. - Vol. 1. - P. 37-44.

Takeuchi, T., Sasaki, M., Kioka, S. et al. On the application of plane pressure panel to ice strength measurements // Proc. of 15th IAHR. - 2000. - Vol. 1. -P. 199-206.

Tanaka S., Ono T. and Saeki H. The Distribution of Ice Pressure Acting on Offshore Pile Structure and Failure Mechanics of Ice Sheet // Jour, of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. - 1987. - Vol. 1. - P. 76-83.

Terashima, T., Hanada, M., Kawai T. et al. Abrasion of steel sheet piles due to ice flow movements // Proc. of 7th Intern. Offshore and Polar Engineering Conf. - Honolulu, USA, 1997. - P. 473-479.

Timco G.W., Frederking G.W. Laboratory impact tests on fresh water ice // Cold Reg. Sci. and Tech. - 1993. - Vol. 22. - P. 77-97.

147

Truskov, P.A., Surkov, G.A. and Beketsky, S.P. Strength Parameters of Hummocks Field Observations and Laboratory Tests // Proc. of 8th Intern. Sym-pos. on Okhotsk Sea & Sea Ice. - 1993. - P. 82-95.

Ueda T., Saeki H., Yamamoto T. et al. Experimental Study on the Fluid Force Action on Floating Ice Floes // Proc. of Civil Engineering in the Ocean. -1992.-Vol. 8.-P. 135-140.

Vaudrey, K.D. and Potter, R.E. Ice Defense for Natural Barrier Islands during Freezeup // Proc. of Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC-81).-Quebec, 1981.-Vol. l.-P. 302-312.

Weihrauch, A., Berger, J. and Bartels, M. Design of Self-Stabilizing Ice Barrier // Proc. 22nd OMAE '03. - Cancun, 2003.

Weiss R.T., Wright B., Rogers B. In-ice performance of the Molikpaq off Sakhalin Island // Proc. of Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC-Ol). -2001. - P. 211-222.

WMO-No.259 WMO Sea Ice Nomenclature, Supplement № 4, WMO-Tp.145, № 259, Tp.145. - World Meteorological Organization, 1985

Wright, B. Evaluation of Full Scale Data for Moored Vessel Stationkeeping in Pack Ice (with Reference to Grand Banks Development) / B. Wright & Associates report to National Research Council of Canada, PERD/CHC Report 26-200, 1999.

Wright, B.D., and Timco, G.W. A Review of Ice Forces and Failure Modes on the Molikpaq // Proc. of the 12th IAHR Sympos. on Ice. - 1994. - Vol. 2. - P. 861-825.