Совершенствование методики определения механических характеристик льда для повышения надежности инженерных сооружений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.17, кандидат технических наук Гомольский, Сергей Григорьевич

• Гомольский, Сергей Григорьевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гомольский, Сергей Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗНАЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЬДА

И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Применение механических характеристик льда при проектировании инженерных сооружений.

1.1.1. Определение нагрузок на инженерные сооружения при их взаимодействии с ледяными образованиями.

1.1.2. Расчет ледяного покрова как несущей конструкции.

1.2. Обзор экспериментальных исследований по определению механических характеристик льда.

1.2.1. Сопротивление льда разрушению при сжатии.

1.2.2. Модуль упругости и коэффициент Пуассона.

1.3. Выводы и задачи дальнейших исследований.

ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЬДА И АНАЛИЗ ВЛИЯЮЩИХ-НА НИХ ФАКТОРОВ.

2.1. Двухатомная модель твердого тела и механические характеристики.

2.1.1. Закон Гука и модуль упругости.

2.1.2. Текучесть и хрупкость материалов.

2.1.3. Коэффициент Пуассона.

2.2. Особенности морского льда и условия испытаний как факторы, определяющие его механические характеристики.

2.2.1. Природные факторы, определяющие механические характеристики морского льда как поликристалла.

2.2.2. Условия испытаний и механические характеристики материалов.

2.3. Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ НА

ТОРЦАХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ЛЬДА ПРИ ОДНООСНОМ СЖАТИИ НА ЕГО МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

3.1. Формирование условий для перехода материалов в предельное состояние при деформировании.

3.1.1. Статическое решение задачи о растяжении/сжатии стержня и условия перехода материала в предельное состояние.

3.1.2. Формирование условий для перехода материала в предельное состояние на основе анализа распространения упругих волн.

3.2. Оценка влияния условий в системе «опорная грань-плита пресса» на напряженно-деформированное состояние и механические характеристики при сжатии цилиндрических образцов.

3.2.1. Постановка задачи при осевой симметрии.

3.2.2. Напряженно-деформированное состояние цилиндрических образцов и оценка механических характеристик.

3.3. Условия на контакте «опорная грань-плита пресса» и виды разрушения образцов.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОРСКОГО ЛЬДА С ПОЗИЦИЙ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ.

4.1. Испытания на сжатие как моделирование явлений.

4.2. Экспериментальные данные по определению механических характеристик льда Охотского моря.

4.2.1. Приготовление образцов, измеряемые и вычисляемые параметры.

4.2.2. Исследования однородности ледяного покрова по толщине.

4.2.3. Обработка экспериментальных данных и анализ механических характеристик.

4.3. Выводы.

ГЛАВА 5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЬДА.

5.1. Совершенствование методики испытаний льда на одноосное сжатие.

5.2. Методик испытаний льда на одноосное сжатие.

5.2.1. Отбор, изготовление и подготовка образцов к испытаниям.

5.2.2. Оборудование. 5.2.3. Проведение испытаний.

5.2.4. Измеряемые и регистрируемые параметры.

5.2.5. Обработка результатов.

5.2.5.1. Физические параметры льда.

5.2.5.2. Проверка гипотезы об однородности льда по толщине ледяного покрова.

5.2.5.3. Механические характеристики льда.

5.2.6. Оценка применимости теорий прочности ко льду.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методики определения механических характеристик льда для повышения надежности инженерных сооружений»

Одной из основных тенденций развития топливно-энергетического комплекса в мире является освоение месторождений углеводородов на континентальном шельфе. По зарубежным данным, до 88% доказанных к началу 80-х годов извлекаемых запасов нефти и газа приходилось на шельф Мирового океана и прилегающие к нему участки суши. В 1970 г. добыча нефти на шельфе составила 19% от общемировой, в 1985 г. эта доля возросла до 25%. Ожидается, что к 2000 г. в море будет добываться до 60% всей нефти.

Россия обладает самой протяженной в мире морской границей, которая со

2 2 ставляет 38,8 тыс.км, площадью шельфа 4,2 млн. км , из которых 3,9 млн. км перспективны на углеводородные ресурсы. Помимо известных морских месторождений нефти Каспийского моря, запасы нефти и газа обнаружены на шельфе Черного, Азовского, северных и дальневосточных морей. При этом более 80 процентов запасов нефти и газа России сосредоточено именно на шельфе ее северных и дальневосточных морей.

Освоение разведанных запасов нефти и газа на шельфе Охотского моря может существенно улучшить обстановку в топливно-энергетическом комплексе дальневосточного региона, дать сырье для химической промышленности, позволит создать новые рабочие места.

Однако освоение месторождений шельфа северных и дальневосточных морей сдерживается тем, что не решен в достаточной мере ряд технических задач. Для успешного освоения континентального шельфа необходимы современные технические средства, которые способны выполнять поставленные перед ними задачи. Создание таких средств является проблемой, сравнимой по своим масштабам, материальным затратам, ожидаемым научно-техническим и экономическим результатам с созданием технических средств, предназначенных для освоения околоземного пространства.

Анализ технических средств и способов разработки месторождений показывает, что наиболее перспективным является надводный способ, требующий строительства уникальных морских платформ. Эксплуатация таких платформ в замерзающих морях будет осложняться ледовыми условиями.

Зарубежный опыт и исследования последних 20 лет в нашей стране и за рубежом показывают, что добыча нефти и газа в ледовитых морях уже на современном уровне развития знаний и техники может быть технически возможной и экономически целесообразной.

Следует отметить, что за рубежом осваиваются месторождения шельфа моря Бофорта, Берингова и других морей. Условия эксплуатации морских платформ, построенных за рубежом, в основном относятся к субарктическим. Перспективные же месторождения нефти и газа шельфа российских морей расположены в зоне с арктическими как климатическими, так и ледовыми условиями. Опыта обустройства морских месторождений в условиях характерных, например, для шельфа Охотского моря, ледовый режим которого отличается высокой динамичностью, в мире нет.

Традиционные методы и технические средства освоения морских месторождений теплых морей не могут непосредственно использоваться на замерзающих акваториях. Для акваторий с суровым ледовым режимом требуется разработка принципиально новых технологий и технических средств, обеспечивающих эффективное освоение морских месторождений. Это обусловлено наличием дрейфующего ледяного покрова, который не только оказывает значительное силовое воздействие на инженерные сооружения шельфа, но и затрудняет транспортировку полезных ископаемых, эвакуацию людей, мониторинг окружающей среды и т.д.

Технические средства для освоения морских месторождений нефти и газа являются уникальными инженерными сооружениями. Для них характерна высокая стоимость, материалоемкость и ответственность. Учитывая, что их аварии могут привести к человеческим жертвам и экологическим катастрофам, к ним должны предъявляться высокие требования по надежности.

Основным фактором, влияющим на условия эксплуатации и надежность морских ледостойких платформ (МЛП), является ледовый режим морской акватории в районе месторождения и, как следствие, ледовые и воздействия на сооружения. В связи с этим основной проблемой при проектировании МПЛ является оценка ледовых воздействий.

Проблема оценки проектной надежности технических средств освоения морских месторождений северных морей связана с разработкой методов определения ледовых воздействий, методов динамического расчета конструкций на действие ледовых нагрузок, с исследованием прочностных характеристик морского льда, закономерностей формирования ледового режима и режима нагружения объектов дрейфующим ледяным покровом.

Проблемы, связанные с оценкой ледовых воздействий на технические средства освоения морских месторождений нефти и газа, являются в последние десятилетия одними из актуальнейших в мире. Их разработкой в настоящее время заняты многие зарубежные научные центры и ряд научных коллективов в нашей стране. Для решения этих проблем проводятся специальные полевые работы и возведены уникальные лабораторные комплексы - ледовые бассейны. Программы ледовых исследований во многих странах имеют статус государственных с направленным финансированием. Кроме того, имеются и специальные коммерческие ледоисследовательские программы, выполняемые в рамках реальных проектов обустройства морских месторождений.

Многие научные общества и учреждения проводят регулярные конференции и симпозиумы, посвященные ледовым проблемам: 1АЬЖ, РОАС-через два года, ОМАЕ, 180РЕ-ежегодно, ВНИИГ и другие. Накоплено огромное количество отдельных публикаций и обобщений. Прогресс и достижения науки в области ледовых исследований за последние 30 лет очевидны.

Однако многие вопросы проектирования, строительства и эксплуатации МЛП на шельфе северных морей требуют дальнейших исследований. Сюда следует отнести методы определения расчетных значений физико-механических характеристик морского льда, поскольку при многих видах взаимодействия МЛП с ледяными образованиями нагрузка зависит от них пропорционально.

Практика показывает, что физико-механические характеристики морского льда необходимы и в случаях, когда естественные ледяные образования используются в качестве взлетно-посадочных полос для летательных аппаратов, зимних дорог, причальных сооружений, оснований для сооружений и технологического оборудования при бурении скважин и строительстве со льда, сооружений для занятий спортом т.п. Искусственные ледяные образования создаются человеком в процессе формирования ледяных скульптур и ледяных горок.

Естественные и искусственные ледяные образования, при их использовании в практической деятельности, необходимо рассчитывать на прочность, жесткость, устойчивость. Механические характеристики льда, используемые в этих расчетах, как правило, определяются экспериментально.

Однако, несмотря на большое количество работ, посвященных проблеме определения механических характеристик морского льда, существует еще большое количество неизученных вопросов, которые затрудняют назначение обоснованных расчетных значений механических характеристик льда.

Поскольку механические характеристики определяются экспериментально, то неопределенности при их оценке возникают по следующим причинам:

• лед как материал, использующийся при температурах, близких к температуре плавления, обладает существенной чувствительностью к внешним факторам, что приводит к большому разбросу значений механических характеристик;

• существующие методики определения механических характеристик не учитывают ряд факторов, существенно влияющих на результаты.

В связи с этим основной целью настоящей работы является повышение надежности инженерных сооружений путем совершенствования методики определения механических характеристик льда.

В первой главе работы рассмотрены характерные случаи применения механических характеристик льда при проектировании инженерных сооружений, взаимодействующих с ледяными образованиями, и сооружений, материалом которых является лед.

Поскольку механические характеристики определяются экспериментально, то проведен обзор работ в этой области. На основе анализа теоретических и экспериментальных исследований установлено, что получаемые расчетные значения механических характеристик льда зависят как от природных факторов (температура, содержание жидкой и воздушных фаз), так и от условий испытаний (форма и соотношение размеров образцов, условия в системе «опорная грань образца-плита пресса», режимы нагружения).

Рассмотрены гипотезы, предложенные различными исследователями для объяснения влияния условий испытаний на механические характеристики. Критически проанализированы проведенные эксперименты с точки зрения регистрации и учета параметров, способствующих пониманию механизма влияния различных факторов на механические характеристики.

На основе анализа теоретических и экспериментальных исследований выявлены факторы влияющие на результаты при одноосном сжатии и не нашедшие достаточного освещения в теоретических и экспериментальных исследованиях. Поставлены задачи дальнейших исследований.

Во второй главе на основе анализа зависимости силы взаимодействия между частицами, составляющими твердое тело, выявлена физическая сущность механических характеристик. Показано, что разрушение наступает из-за того, что в результате внешнего воздействия расстояние между частицами увеличивается настолько, что сила взаимодействия между частицами становится равной нулю. Линейная зависимость между напряжениями и деформациями возникает в связи с тем, что функция силы взаимодействия между частицами от расстояния между ними хорошо аппроксимируется прямой. Коэффициент Пуассона определяется не только силой взаимодействия между частицами, но и количеством и ориентацией связей между частицами в кристалле.

По результатам исследований, основанных на анализе зависимости силы взаимодействия между частицами от расстояния между ними, установлены причины влияния температуры на механические характеристики. Однако, основываясь на анализе этой же зависимости, установить причины изменения механических характеристик с изменением размеров образцов и режимов нагружения не представляется возможным.

По этой причине были рассмотрены природные факторы, присущие льду как молекулярному поликристаллу, и установлены механизмы влияния этих факторов на механические характеристики.

В результате анализа условий применения точного решения задачи о растяжении/сжатии стержня, а также экспериментальных данных, полученных для различных материалов, установлены причины влияния размеров образцов и режимов нагружения на механические характеристики. Поскольку точное решение задачи о растяжении/сжатии стержня может применяться только при определенных условиях, то влияние размеров образцов и режимов нагружения на механические характеристики следует интерпретировать как искажение последних в результате применения точного решения к напряженно-деформированным состояниям, ему не соответствующим.

В третьей главе исследовано влияние условий в системе «опорная грань-плита пресса» на механические характеристики.

Так как при оценке влияния условий на контакте на механические характеристики необходимо проводить анализ напряженно-деформированного состояния образцов с точки зрения формирования условий для перехода материала в предельное состояние, то в этой главе, на основе анализа напряженно-деформированного состояния консольного стержня при продольном ударе по его свободному концу, были выявлены особенности напряженно-деформированного состояния в месте перехода материала в предельное состояние. Установлено, что в результате распространения упругой волны в месте перехода материала в предельное состояние формируется напряженно-деформированное состояние, характеризующееся тем, что функция расстояний между поперечными сечениями стержня и функция эквивалентных напряжений имеют максимальное значение, а функция перемещений имеет перегиб.

Оценка влияния условий в системе «опорная грань-плита пресса» на механические характеристики производилась на основе численного решения задачи об одноосном сжатии цилиндра с высотой, равной диаметру. Рассматривались следующие граничные условия на опорных гранях: бесконечное трение; конечное трение; отсутствие трения.

Установлено, что при граничных условиях, характеризующихся отсутствием трения на контакте опорных граней и плит пресса, в образце формируется напряженно-деформированное состояние, соответствующее точному решению задачи о растяжении/сжатии стержня. При этом эквивалентные напряжения будут равны P/F, а разрушение образца произойдет образованием вертикальной трещины, параллельной оси образца.

Для граничных условий, характеризующихся конечным и бесконечным трением на контакте опорных граней и плит пресса, напряженно-деформированные состояния образцов отличаются от напряженно-деформированного состояния, соответствующего точному решению, а эквивалентные напряжения в опасных точках образцов не равны P/F.

Для граничных условий, характеризующихся конечным трением на контакте опорных граней и плит пресса, предложены функции, позволяющие устранить искажение в определении механических характеристик, которое появляется в результате неправомерного применения точного решения задачи.

На основе анализа результатов численных расчетов разработаны способ и критерии оценки применимости теорий прочности к материалам. В соответствии с предложенным способом оценка применимости теорий прочности осуществляется по результатам экспериментов, проведенных на цилиндрических образцах с высотой, равной диаметру, и граничными условиями, характеризующимися отсутствием трения и бесконечным трением.

С использованием общих положений об особенностях напряженно-деформированного состояния в месте перехода материала в предельное состояние и анализа возможных граничных условий на опорных гранях выявлены причины возникновения некоторых форм разрушения, наблюдаемых при проведении испытаний на одноосное сжатие.

Испытание серии образцов на одноосное сжатие можно рассматривать как моделирование сразу двух явлений. Первым является задача о растяжении/сжатии стержня. Очевидно, что все условия, соответствующие точному решению, должны быть смоделированы на всех образцах серии. Кроме того, все образцы серии должны моделировать некоторый базовый образец (второе явление) в части, касающейся тех особенностей, которые отличают поликристаллическое тело от сплошной среды.

В связи с этим в четвертой главе разработан комплекс констант подобия для задачи о сжатии стержня. Практическая ценность констант подобия заключается в том, что в случае, когда для обеспечения подобия никаких специальных мероприятий не проводилось, они будут являться классификационными признаками, с помощью которых можно выбрать образцы с подобными напряженно-деформированными состояниями. Кроме того, параметры, входящие в константы подобия, являются параметрами, характеризующими процесс деформирования и, следовательно, они подлежат измерению.

В этой же главе с использованием экспериментальных данных, полученных институтом СахалинНИПИморнефть в 1991 году для морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин, исследовано влияние условий испытаний на механические характеристики. Исследования проводились без учета места расположения образца по толщине ледяного покрова. Основанием для этого послужили специальные исследования, которые показали, что по содержанию жидкой фазы морской лед северо-восточного шельфа о. Сахалин однороден, за исключением самого верхнего слоя.

Экспериментальные данные для анализа отбирались из общего числа с использованием критериев и констант подобия или их размерных инвариантов. Это позволило сравнивать механические характеристики у образцов, напряженно-деформированные состояния которых подобны.

По экспериментальным данным установлена скорость деформирования, начиная с которой продольная деформация образцов в момент разрушения не зависит от скорости нагружения. Подобрана функция, аппроксимирующая экспериментальную зависимость коэффициента содержания жидкой фазы от температуры.

В пятой главе приведена методика испытаний, разработанная автором с учетом полученных результатов. При разработке методики за основу была принята методика, предлагаемая СНиП 2.06.04-82*.

Разработанная автором методика, в отличие от методики СНиП 2.06.04-82 , предлагает испытывать цилиндрические образцы не только с отношением высоты к диаметру, равным 2,5, но и равным 1. Приведены рекомендации по свойствам прокладок, помещаемых между опорными гранями и плитами пресса, и свойствам смазочных материалов, применяемых для обработки поверхностей плит пресса или опорных граней.

В отличие от методики СНиП 2.06.04-82 , методика, предлагаемая автором, содержит раздел, в котором приводится набор параметров, подлежащих измерению и регистрации.

Существенно переработан и дополнен раздел, регламентирующий обработку результатов экспериментов. Дополнения касаются определения физических параметров льда и проверки гипотезы об однородности льда по толщине ледяного покрова. Механические характеристики, в отличие от методики СНиП 2.06.04-82 , рекомендуется определять по приведенным в методике формулам в зависимости от формы образца и формы его разрушения.

В методику включен раздел, в котором регламентируются условия и обработка результатов испытаний, проведенных с целью оценки применимости теорий прочности ко льду.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- с позиций физики твердого тела выполнен анализ и дана интерпретация физической сущности механических характеристик, законов деформирования, особенностей напряженно-деформированного состояния в зоне перехода материала в предельное состояние;

- на основе расчетов напряженно-деформированного состояния цилиндрических образцов впервые произведена оценка влияния условий в системе «опорная грань-плита пресса» на значения механических характеристик материала;

- для задачи об одноосном сжатии цилиндрического образца разработаны способ и критерии оценки применимости теорий прочности к материалам;

- существующий комплекс констант подобия напряженно-деформированных состояний упругих равновесных конструкций дополнен константами подобия, отражающими особенности задачи об одноосном сжатии цилиндрических и призматических образцов льда, и определены параметры, подлежащие регистрации при испытаниях;

- установлено, что по содержанию жидкой фазы морской лед в условиях северо-восточного шельфа о. Сахалин можно считать однородным по толщине ниже верхнего слоя толщиной 15 см;

- определена зависимость коэффициента содержания жидкой фазы от температуры морского льда для условий северо-восточного шельфа о. Сахалин;

- установлено, что автомодельность по скорости нагружения при испытаниях цилиндрических образцов с диаметрами, равными их высотам, и изготовленных из морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин наблюдается при скоростях нагружения больших, чем 6,0 МПа/с.

Практическая ценность. Результаты исследований могут быть использованы при проведении испытаний на одноосное сжатие цилиндрических образцов с диаметрами, равными их высотам: для выбора технологии обработки опорных граней, для отбора экспериментов с подобными напряженно-деформированными состояниями, для проверки на однородность ледяного покрова по толщине, для перерасчета сопротивления разрушению к испытаниям, характеризующимся отсутствием трения на контакте опорных граней и плит пресса, для назначения скорости нагружения и деформирования при проведении испытаний, для проверки применимости теорий прочности, для обработки результатов экспериментов.

Результаты исследований целесообразно использовать для дополнения действующих нормативных документов, рассматривающих вопросы проведения испытаний по определению механических характеристик льда при одноосном сжатии.

Достоверность научных положений и рекомендаций обоснована:

- в теоретических исследованиях - общепринятыми апробированными положениями;

- при разработке критериев подобия - учетом большинства факторов, существенно влияющих на величину напряжений в цилиндрическом образце при сжатии;

- при численном расчете напряженно-деформированного состояния цилиндрического образца при одноосном сжатии - оптимизацией схемы дискретизации образца, обеспечивающей достаточную точность вычисления напряжений;

- при обработке результатов экспериментов - общепринятыми методами математической статистики и теории случайных ошибок.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и представлялись на Всесоюзном координационном совещании по гидротехнике «Ледо-термические явления и их учет при возведении и эксплуатации гидроузлов и гидротехнических сооружений» (Нарва, 1979 г.); на IV Всесоюзной конференции «Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана» (Владивосток, 1983 г.); на симпозиумах по проблемам изучения льда МАГИ (Айова, 1986 г.; Пекин, 1996г.; Потсдам, 1998 г.); на конференции по развитию Северного морского пути Ш81ЮР (Токио, 1995 г.); на конференции Международного общества шельфовой и полярной технологий ¡БОРЕ (Лос-Анджелес, 1996 г.); на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ДВГТУ (1980-1998 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 6 на английском языке. Исследования по теме диссертации содержатся в 8 научно-технических отчетах.

Заключение диссертации по теме «Строительная механика», Гомольский, Сергей Григорьевич

4.3. Выводы

1. Напряженно-деформированные состояния образцов при сжатии с деформированием, характеризующимся осевой симметрией и симметрией относительно горизонтальной плоскости, проходящей через середину высот образцов, будут подобны в том случае, когда удовлетворяются следующие виды подобия:

• геометрическое подобие: заключается в том, что в геометрически подобных образцах одинаковое количество пор, в сходственных точках образцов подобны форма и ориентация осей одиночных пор и соблюдается подобие по шероховатости опорных граней;

• кинематическое подобие: заключается в том, что у образцов отношения скоростей продольного деформирования к скорости распространения упругой волны, а также отношения скоростей поперечного деформирования опорной грани к скорости распространения упругой волны должны быть равны;

• динамическое подобие: заключается в том, что отношения скоростей подвода внешней энергии к скорости накопления упругой энергии в образце должны быть равны;

2. Явление сжатия образца, изготовленного из морского льда, при наличии деформирования, характеризующегося осевой симметрией и симметрией относительно горизонтальной плоскости, проходящей через середину высоты образца, может характеризоваться нижеследующей системой параметров:

• параметры, характеризующие процесс деформирования: сила, продольная деформация образца, поперечная деформация опорной грани, время;

• параметры, характеризующие наличие пор: коэффициент содержания жидкой фазы, коэффициент содержания воздушной фазы.

3. По содержанию жидкой фазы морской лед в условиях северо-восточного шельфа о. Сахалин можно считать однородным по толщине ниже первого слоя толщиной 15 см.

4. При испытаниях на одноосное сжатие цилиндрических образцов с высотой, равной диаметру, и изготовленных из морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин, в диапазоне скоростей деформирования ¿=0,0235 +0,0031 с"1 и скоростях нагружения, больших, чем 6,0 МПа/с, изменение продольной деформации с увеличением скорости нагружения незначительно и сравнимо с точностью определения относительной продольной деформации.

5. Модуль деформаций при испытаниях цилиндрических образцов с высотой, равной диаметру, и изготовленных из морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин, при несоблюдении подобия по условиям нагружения, увеличивается с уменьшением скорости деформирования и увеличением скорости нагружения.

6. При соблюдении подобия по скорости нагружения и скорости продольного деформирования, сопротивление на сжатие морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин, определенное по результатам испытаний цилиндрических образцов с диаметрами, равными их высотам, прямо пропорционально зависит от относительной продольной деформации образца.

ГЛАВА 5. СОВЕРШЕНСТВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЬДА

5.1. Совершенствование методики испытаний льда на одноосное сжатие

Полученные в работе результаты позволяют усовершенствовать предлагаемую СНиП 2.06.04-82* методику испытаний льда на одноосное сжатие.

В третьей главе работы исследовано влияние условий в системе «опорная грань-плита пресса» на напряженно-деформированное состояние цилиндрического образца с высотой равной диаметру. По результатам расчетов были найдены функции, позволяющие устранить искажение в определении механических характеристик в случае, когда условия в системе «опорная грань-плита пресса» не соответствуют точному решению задачи. В связи с этим методика, в части касающейся соотношения размеров цилиндрических образцов, может быть дополнена рекомендацией в соответствии, с которой испытаниям на одноосное сжатие могут быть подвергнуты образцы с соотношением высоты к диаметру равным 1. Есть и другие обстоятельства, учет которых делает еще более обоснованным принятие такого соотношения размеров. Так, при таком соотношении диаметр керна уменьшается и, следовательно, не возникает проблем с его выбуриванием и извлечением из ледяного покрова. К тому же уменьшение хотя бы одного из размеров ведет к уменьшению габаритов оборудования предназначенного для выбуривания кернов и приготовления образцов в естественных условиях или холодильных камерах.

В некоторых случаях при испытаниях на одноосное сжатие между плитами пресса и опорными гранями помещаются прокладки или на плиты пресса наносится смазка. Так как в работе установлено, что при отсутствии трения на опорных гранях напряженно-деформированное состояние образца соответствует напряженно-деформированному состоянию точного решения задачи о растяжении/сжатии стержня, то в методику необходимо включить рекомендации по свойствам материалов прокладок и смазочных материалов. Испытаниям могут быть подвергнуты образцы геометрически подобные, но с отличающимися характерными размерами. В этом случае необходимо моделировать силы трения на контакте опорной грани и плиты пресса. Так как сила трения зависит от площади действительного контакта, которая в свою очередь зависит от шероховатости, то в методику необходимо включить рекомендации касающиеся обеспечения подобия по шероховатости опорных граней геометрически подобных образцов.

Поскольку в работе разработан комплекс констант подобия и, следовательно, установлен набор параметров характеризующих процесс деформирования при одноосном сжатии, то в методику необходимо включить раздел содержащий перечень параметров подлежащих измерению. В этот же раздел необходимо включить рекомендации по регистрации формы разрушения образцов в соответствии с рассмотренными в главе 3 формами разрушения. Эта рекомендация должна быть введена в связи с тем, что форма разрушения является классификационным признаком напряженно-деформированных состояний образцов при сжатии.

Лед на некоторых слоях может быть однородным по параметрам, влияющим на механические характеристики. Установление этого факта позволит проводить анализ влияния различных факторов на механические характеристики не по данным с отдельных слоев, а по объединенным данным со слоев, лед на которых однороден. Это обстоятельство, за счет увеличения количества экспериментальных данных, позволит повысить ценность выводов по анализу. В связи с этим в методику необходимо включить способ проверки гипотезы об однородности льда по толщине ледяного покрова.

Дальнейшее развитие методов расчета сооружений взаимодействующих с ледяными образованиями или сооружений, материалом которых является лед может пойти в направлении предполагающем, что расчетные значения характеристик будут приниматься с определенной обеспеченностью. В этом случае важными являются законы распределения как самих характеристик так и параметров на них влияющих. Поскольку в работе были получены результаты по закону распределения коэффициента содержания жидкой фазы, то в методику необходимо включить рекомендации касающиеся закона распределения этого параметра.

В работе установлено, что при напряженно-деформированном состоянии соответствующем точному решению задачи о растяжении/сжатии стержня образец должен разрушится образованием вертикальной трещины параллельной оси образца. Кроме того, получены функции, позволяющие устранить искажение в определении сопротивления разрушения в случае, когда точное решение применяется к образцам, напряженно-деформированное состояние которых не соответствует точному решению. Так как не соответствие напряженно-деформированного состояния образца напряженно-деформированному состоянию точного решения устанавливается еще и по форме разрушения, то в методику необходимо ввести рекомендации касающиеся определения сопротивления разрушения в зависимости от формы разрушения.

Поскольку в работе на основе численного решения разработан способ и критерии оценки применимости теорий прочности к материалам, то в методику необходимо включить рекомендации связанные с этой проблемой.

При совершенствование методики за основу была принята методика СНиП 2.06.04-82*. В связи с этим усовершенствованная методика приводится в терминах и обозначениях СНиП 2.06.04-82*, причем положения СНиПа напечатаны курсивом, а положения, разработанные автором-обычным шрифтом.

5.2. Методика испытаний льда на одноосное сжатие 5.2.1. Отбор, изготовление и подготовка образцов к испытаниям

Образцы льда отбираются из N слоев ледяного поля так, чтобы их длинные оси были перпендикулярны направлению роста кристаллов, при этом N>3.

Образцы льда изготавливаются в виде призм квадратного сечения или цилиндров. Отношение высоты призматического образца к его ширине принимается равным 2,5, а отношение высоты цилиндрического образца к его диаметру принимается равным 2,5 или 1,0. Ширина (диаметр) образца должна не менее чем в 10 раз превышать средний поперечный размер кристалла, определяемый по данным кристаллографического исследования.

Отклонение размеров образцов от средних в серии не должно превышать ±1%. Образцы должны иметь гладкую ровную поверхность без трещин, сколов, раковин, заусенцев и других дефектов.

Цилиндрические образцы следует изготавливать на токарном станке, а призматические-на горизонтально-фрезерном станке.

Грани призматических образцов рекомендуется обрабатывать попарно двумя фрезами, установленными на одном валу с расстоянием между ними, равными ширине образца при обработке боковых граней, и с расстоянием, равным высоте образца при обработке опорных граней.

При изготовлении геометрически подобных образцов с отличающимися размерами, технология обработки опорных граней должна обеспечивать равенство отношений характерных размеров шероховатости к характерным размерам образцов.

Материал прокладок, помещаемых между плитами пресса и опорными гранями, в температурном диапазоне испытаний должен обеспечивать минимальное трение по контакту «опорная грань-прокладка» при давлениях, не менее чем в два раза превышающих предполагаемую величину разрушающих напряжений для испытываемых образцов.

Свойства смазочных материалов, применяемых для обработки поверхностей плит пресса или опорных граней, в температурном диапазоне испытаний должны обеспечивать минимальное трение по контакту «опорная грань-плита пресса» при давлениях, не менее чем в два раза превышающих предполагаемую величину разрушающих напряжений для испытываемых образцов.

Перед испытанием образцы исследуемого слоя выдерживаются не менее чем 1 час при температуре слоя 1лсЬ определяемой по опытным данным, а при их отсутствии по формулам1 (116) и (117).

1 Формулы СНиП 2.06.04-82*.

5.2.2. Оборудование

Испытательные машины должны быть устроены по типу машин с управляемой скоростью деформации. Наибольшая создаваемая машиной нагрузка должна не менее чем в два раза превышать разрушающую нагрузку для испытываемых образцов.

Испытательные машины или применяемые измерительные приборы должны иметь автоматическую запись кривой «нагрузка-деформация-время» и обеспечивать измерение параметров с погрешностью не более ±5%.

5.2.3. Проведение испытаний

Образцы сжимаются вдоль оси перпендикулярной направлению роста кристаллов. Образцы исследуемого слоя испытываются при температуре /лг и постоянной скорости деформации, принимаемой для пресноводного льда равной &с-3 -10' 4 с1, а для морского льда-по табл. 5.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель работы достигнута тем, что при решении поставленных задач получены следующие результаты:

1. На основе представлений физики твердого тела дана интерпретация физической сущности механических характеристик материалов и сделан вывод о том, что механические характеристики, являясь отражением зависимости сил взаимодействия между частицами от расстояния между ними, не могут зависеть от размеров образцов и режимов нагружения.

2. На основе анализа особенностей морского льда как поликристалла выявлено, что основными природными факторами, уменьшающими объемную плотность межмолекулярных связей и, следовательно, уменьшающими сопротивление разрушению, являются: дефекты молекулярного кристалла; линейные дефекты кристаллической решетки в кристалле и на границе смерзания кристаллов; наличие пор.

3. Изменение механических характеристик с изменением размеров образцов и режимов нагружения следует рассматривать как их искажение, возникающее в результате применения точного решения к явлениям, ему не соответствующим по размерам образцов, условиям в системе «опорная грань-плита пресса», режимам нагружения.

4. На основе численного решения задачи об одноосном сжатии цилиндрического образца с высотой, равной диаметру, при его деформировании, характеризующимся осевой симметрией и симметрией относительно горизонтальной плоскости, проходящей через середину высоты образца получены следующие результаты:

• при граничных условиях на опорных гранях, соответствующих отсутствию трения, напряженно-деформированное состояние образца соответствует напряженно-деформированному состоянию точного решения задачи о растяжении/сжатии стержня. Разрушение образца при этом произойдет посредством образования вертикальной трещины, параллельной оси образца;

• получены функции, позволяющие при определении напряжений устранить их искажение, которое возникает в результате применения точного решения к явлениям, ему не соответствующим по граничным условиям в системе «опорная грань-плита пресса»;

• разработаны способ и критерии оценки применимости теорий прочности к материалам.

5. Рассматривая процесс испытания на одноосное сжатие как физическое моделирование явлений, разработан полный комплекс констант подобия, с помощью которого можно провести классификацию напряженно-деформированных состояний образцов в случае, когда для обеспечения подобия никаких специальных мероприятий не проводилось.

6. Предложена система параметров, характеризующая процесс деформирования цилиндрического образца при одноосном сжатии.

7. По экспериментальным данным института «СахалинНИПИморнефть» получена зависимость коэффициента содержания жидкой фазы от температуры для морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин.

8. Разработан алгоритм проверки гипотезы об однородности льда по толщине ледяного покрова. С применением разработанного алгоритма произведена проверка гипотезы об однородности морского льда северо-восточного шельфа о. Сахалин по содержанию жидкой фазы по толщине ледяного покрова.

9. На основе полученных в работе результатов, разработаны дополнения и изменения предлагаемой СНиП 2.06.04-82* методики испытаний льда на одноосное сжатие. Дополнения и изменения предложены в частях касающихся размеров цилиндрических образцов, условий нагружения, обработки результатов испытаний. Кроме того, методика дополнена положениями, регламентирующими набор измеряемых и регистрируемых параметров, способ проверки однородности льда по толщине ледяного покрова, способ оценки применимости теорий прочности ко льду.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гомольский, Сергей Григорьевич, 2000 год

1. Алейников С.М., Хейсин Д.Е., Шмелева J1.A. Воздействие льда на гидротехнические сооружения. В кн.: Механика и физика льда. М.: изд-во Наука, 1983, с.5-14.

2. Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел. Москва, изд-во Мир, 1981, 574 с.

3. Артоболевский И.И., Боголюбов А.Н., Болотин В.В., и др. Вибрации в технике. Том 1. М.: Изд-во Машиностроение, 1978. 352 с.

4. Ассур А. Воздействие льда на вертикальные сооружения // Материалы симпозиума: Лед и его воздействие на гидротехнические сооружения. T.2.JL: 1972, с.119-127.

5. Афанасьев В.П., Долгополов Ю.В., Швайштейн З.И. Давление льда на морские отдельно стоящие опоры // Труды ААНИИ. №300. 1971, с. 101-104.

6. Афанасьев В.П., Долгополов Ю.В. Воздействие торосистого льда на отдельно стоящие опоры // Труды координационных совещаний по гидротехнике, №56.Л.: Энергия, 1970, с.188-191.

7. Афанасьев В.П., Долгополов Ю.В. Воздействие торосистого льда опоры гидротехнических сооружений // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып.111. Л.: энергия, 1976, с. 154-157.

8. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1991,767 с.

9. Белов а.Б. Экспериментальное определение составляющих суммарной нагрузки от торосистых образований на цилиндрические опоры // Труды МИСИ. М.: изд-во МИСИ, 1986, с.158-161.

10. Белов А.Б., Варданян С.С., Носков Б.Д. Исследование воздействия торосистых образований на сооружения континентального шельфа // Труды МИСИ. М.: изд-во МИСИ, 1986, с.148-158.

11. Бергдал Л. Разрушения льдом двух маяков // Материалы симпозиума: Лед и его воздействие на гидротехнические сооружения. Т.2.Л.: 1972, с.257-263.

12. Берденников В.П. Изучение модуля упругости льда//Труды ГГИ, Вып. 7(61).М.: 1948, с.13-23.

13. Бетоны. Методы определения и правила контроля прочности. ГоСТ 10180-78 (CT СЭВ 3978-83). М.: Госсторйиздат, 1977. 36с.

14. Бобылев A.B. Механические и технологические свойства металлов. Справочник.- М.: Машиностроение, 1980.-296с.

15. Бовин В.Т. Лед и борьба с ним в гидротехнических сооружениях. М.:Госэнергоиздат, 1927, 187с.

16. Богордский В.В. Упругие характеристики льда. Акустический журнал. Т.4, вып. 1. М.: Наука, 1958, с.313-317.

17. Богородский В.В.,Гусев A.B., Хохлов Г.П. Физика пресноводного льда. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 226 с.

18. Богородский В.В., Таврило В.П. Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 348с.

19. Богородский В.В. Физико-технические проблемы исследования морского льда// Мех. и физ. льда. М.: Наука, 1980, с.29-37.

20. Богородский В.В. Физические методы исследования ледников. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 214с.

21. Браун Д.Х. Упругость и прочность морского льда//В кн. Лед снег. М.: Изд-во Мир, 1966, с.51-80.

22. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М.: Наука, 1981. 718с.

23. Бузников Н.Д. О величине давления льда на мостовую опору // Гидротехническое строительство, №2. 1933, с.29-30.

24. Бутягин И.П. Прочность льда и ледяного покрова. Новосибирск: Изд-во Наука, 1966, 154с.

25. Быстров Л.Н., Федотов С.Г. Температурная зависимость упругих постоянных сплавов медь никель.-В.кн.: Исследование сталей и сплавов. - М.: Наука,1964,с. 88-91.

26. Веддер Дж. Ф., Мандевиль Ж. К. Микрократеры, образованные в стекле ударниками различной плотности. В кн. Механика образования воронок при ударе и взрыве. Серия Новое время в зарубежной науке, вып. 12. М.: изд-во "Мир", 1977, с. 33-61.

27. Вейнберг Б.П. Лед. Л. М.: Госиздат, 1940. 524с.

28. Вершинин С.А. К вопросу анализа ледовых воздействий на морские ле-достойкие сооружения // В кн.: Упругость и неупругость. М.: изд-во МГУ, 1978, с.165-176.

29. Вершинин С.А. Воздействие льда на опоры конической формы при подвижке ледяных полей // Строительная механика и расчет сооружений, №3. 1978, с.15-17.

30. Вершинин С.А. Воздействие льда на морские сооружения шельфа. Итоги науки и техники // Сер. Водный транспорт. Т. 13, М.: 1988, 221с.

31. Вершинин С.А. Взаимодействие ледяных морских полей с опорами сооружений континентального шельфа // В кн.: Механика и физика льда. М.: Наука, 1983, с.38-57.

32. Витман Ф.Ф., Шандриков Н.П. Некоторые исследования механической прочности льда / Тр. Аркт. Инст., т.110. Л.: Изд-во Главсевморпути, 1938г.

33. Войтковский К.Ф. Механические свойства льда. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 99 с.

34. Гамаюнов А.И. Определение давления льда на опоры мостов в натурных условиях // Техника железных дорог, №4.М.: Госэнергоиздат, 1947, с. 18-21.

35. Гамаюнов А.И. Определение давления льда на опоры мостов в натурных условиях // Техника железных дорог, №12. М.: Госэнергоиздат, 1947, с.35-41.

36. Гамаюнов А.И. Статическое давление льда на вертикальную ледорезную грань опоры моста//Железнодорожное строительство, №4. 1952, с.25-31.

37. Гамаюнов А.И. Статическое давление льда на вертикальную ледорезную грань опоры моста // Железнодорожное строительство, №4. 1952, с.25-31.

38. Гамаюнов А.И. Вертикальное давление льда при изменении горизонта ледостава // Гидротехническое строительство № 9. 1960, с.40-42.

39. Гарбер Р.И., Ковалев А.И. Исследование температурной зависимости модулей упругости железа / Заводская лаборатория, 1958, ХХ1У, 4, с.477-479.

40. Гладков М.Г., Синаров C.B. Связь скорости деформации с максимальной прочностью образцов морского льда при одноосном сжатии / В кн.: Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Л.: Энергоатомиздат, 1984, с. 145-148.

41. Гладков М.Г., Синаров C.B. Связь скорости деформации с максимальной прочностью образцов морского льда при одноосном сжатии / В кн.: Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Л.: Энергоатомиздат, 1984, с. 145-148.

42. Гомольский С.Г. Динамическое взаимодействие твердого сферического тела со льдом// Межвузовский сборник "Гидротехнические сооружения". Владивосток: Изд-во ДВГУ, 1984, с. 137-141.

43. Давиденков H.H. Механические свойства и испытания металлов.-Л.:1933.-78с.

44. Динник А.Н. Удар и сжатие упругих тел. Избр. тр. Т. 1 .Киев: Изд-во АН УССР, 1952, с.149-151.

45. Долгополов Ю.В. Виды ледовых воздействий на гидротехнические сооружения шельфовой зоны морей // Исследование морских гидротехнических сооружений для освоения шельфа. Л.: изд-во ЛПИ, 1980, с.78-84.

46. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1975, 318с.

47. Дремпак В.А. Характеристики пружности вольфраму, молибдену, ниобию таких сплавов при 20-2700°С. -ДАН УРСР. 1967/, 10, с.917-921.

48. Дэнис Дж.В. Давление льда на отдельные сооружения на озере Св.Лаврентия // Материалы симпозиума: Лед и его воздействие на гидротехнические сооружения. Т.2.Л.: 1972, с. 115-118.

49. Занегин В.Г., Храпатый Н.Г. Влияние времени нагружения и температуры на прочность льда // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып.111. Л.: Изд-во Энергия, 1976, с. 182-185.

50. Занегин В.Г. Экспериментальные исследования длительной прочности морского льда / В сб.: Гидротехника и гидравлика. Вып.2.Владивосток: Изд-во ДВПИ, 1977, с.78-83.

51. Занегин В.Г., Храпатый Н.Г. Экспериментальное исследование прочности льда / Труды ЛПИ. №361. Л.: Изд-во ЛПИ, 1978, с.85-87.

52. Занегин В.Г., Храпатый Н.Г. О влиянии фактора времени на напряженно-деформированное состояние морского льда / Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Л.: Изд-во Энергия, 1979, с. 118-120.

53. Зубов H.H. Океанологические таблицы. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. 426с.

54. Зубов H.H. Льды Арктики. М.: Географгиз, 1963. 360с.

55. Зылев Б.В. Давление льда на наклонные ледорезы // Труды МИИТ вып. 197. М.: изд-во МИИТ, 1950, с.334-337.

56. Иванов Г.П., Лебедев Т.А. О физическом смысле коэффициента Пуассона. Труды ЛПИ№236. Конструкции и расчет машин М.-Л.: Машиностроение, 1964, с.38-46.

57. Иванов Г.П, Иванова Е.Ф. Статистические исследования коэффициента Пуассона у металлов / В кн.: Исследование процессов обработки металлов давлением,2,-Ижевск: Удмуртия, 1967,с. 158-162.

58. Калугин Б.А., Михайлов И.Г. Ультразвуковой метод получения модулей упругости металлов при температуре 3000°К.- Акустический журнал, 1966, XII, I, с.114-116.

59. Кан С.И. Морские льды. Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

60. Карташкин Б.Д. Экспериментальные исследования физико-механических свойств льда// Труды ЦАГИ. №607. М.: Изд-во Бюро новой техники, 1947. 42с.

61. Карташкин Б.Д. Экспериментальное исследование физико-механических свойств льда / Тр. Центр аэродинамического института, №607. М.: Изд-во Бюро нов. техн., 1947, с. 87-92.

62. Картер Дональд С., хрупкое разрушение поликристаллического льда при сжатии / В кн. МАГИ Симпозиум Лед и его воздействие на ГТС. Ленинград, Ротапринт ВНИИГ, 1972г., с. 69 79.

63. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. Москва, Наука, 1978, 791 с.

64. Кларк К. Жаропрочные сплавы М.: Металлургиздат, 1957, 317 с.66 . Комаровский А.Н. Действие ледяного покрова на сооружения и борьба с ним. 4.1. М.-Л.; Госэнергоиздат, 1932, 175с.

65. Комаровский А.Н. Действие ледяного покрова на сооружения и борьба с ним. 4.II. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1933,189с.

66. Кореньков В.А. Натурные измерения динамического давления льда на бычок низконапорной плотины // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып.П. Л.: Энергия, 1976, с. 148-152.

67. Коржавин К.Н. Динамическое давление льда на сооружения в условиях ледохода рек Сибири// Труды секции ледотермии ВНИИГ. JL: Энергия, 1957, с. 1-23.

68. Коржавин К.Н. Воздействие льда на инженерные сооружения. Новосибирск: изд-во Со АН СССР, 1962, 224с.

69. Коржавин К.н. Влияние скорости деформирования на величину предела прочности речного льда при одноосном сжатии / Труды НИИЖТ. М.: Трансжел-дориздат, 1955, с.15-29.

70. Коржавин К.Н., Птухин Ф.И. Влияние скорости нагружения на оценку прочности льда в расчетах ледовых нагрузок / Труда НИИЖТ. Вып.60. Новосибирск: Изд-во НИИЖТ. 1967, с.21-32.

71. Коржавин К.Н. Исследование механических свойств речного льда / Тр. Новосибирского института военных инженеров транспорта, т.4, вып. 2, Новосибирск: 1940.

72. Коржавин К.Н. Особенности физико-механических свойств пресноводного льда// Тр. коорд. совещ. по гидротехн. Вып. 10. Л.: Изд-во ВНИИГ, 1964, с.18-26.

73. Коржавин К.Н., Ивченко А.Б. Исследование механических свойств пресного льда при медленных изменениях нагрузки// Тр. ААНИИ, т.326. Л., 1975, с.193-196.

74. Кузнецов П.А. Действие льда на сооружения морских портов и защита от него. Л.: ИО КБФ, 1939, 156с.

75. Кузнецов П.А. Ледовые нагрузки на гидротехнические сооружения // Труды ЛОНИТОВТ. Л.: изд-во ЛОНИТОВТ, 1948, с.32-38.

76. Кузьменко В.А. Новые схемы деформирования твердых тел. Киев: Наукова думка, 1973,-200с.

77. Кузьменко В.А. Звуковые и ультразвуковые колебания при динамических испытаниях материалов Киев: изд-во АН УССР, 1963.-253с.

78. Лавров В.В. Влияние процессов сдвигообразования на прочность льда // Проблемы Арктики и Антарктики. Вып. 17. Л.: Изд-во Энергия, 1964, с. 113-123.

79. Лавров В.В. Деформация и прочность льда. Л.: Гидрометеоиздат., 1969,206 с.

80. Леонов М.Я., Русинко К.Н. О механизме деформации полухрупкого тела В кн.: Пластичность и хрупкость. Фрунзе: Илим, 1967,с.86-102.

81. Лермит Р. Проблемы технологии бетона. М.: Госстройиздат, 1959. 367с.

82. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Машгиз, 1956,352 с.

83. Линьков Е.М. Изучение упругих свойств ледяного покрова в Арктике// Вестник ЛГУ. Сер. Физика и химия. №16. Вып. 1. Л.: Изд-во ЛГУ, 1958, с.138-145.

84. Линьков Е.М. Изучение упругих свойств ледяного покрова в Арктике. Вестник Ленинградского государственного университета, №4, серия физика и химия, вып. 1, Л.: изд-во ЛГУ, 1958, с.78-91.

85. Любимов B.C., Стоценко A.A., Храпатый Н.Г. Расчет конструкций на упругом винклеровском основании. Влодивосток: Изд-во ДВГТУ, 1987, 255 с.

86. Меллор М. Механические свойства поликристаллического льда. В кн.: Физика и механика льда. Вып. 30. М.: изд-во Мир, 1983, с.202-239.

87. Михайлов-Михеев П.Б. Справочник по металлическим материалам тур-бино- и моторостроения. -М.:Матгиз, 1961.-269с.

88. Мишель Б. Ледовые нагрузки на гидротехнические сооружения и суда. М.: Транспорт, 1978, 112с.

89. Моргунов В.К. К методике изучения воздействия льда на гидротехнические сооружения // Известия СО АН СССР: серия технические науки. Вып.З, № 10. 1963, с.133-136.

90. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). СниП П-57-75/ Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1976, 38с.

91. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). СНиП 2.06.04-82* / Госстрой СССР.М.: Стройиздат, 1983, 40с.

92. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). СниП 2.06.04-82*/ Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1995, 46с.

93. Нилл K.P. Динамическое воздействие льдин на устои моста // Материалы симпозиума: Лед и его воздействие на гидротехнические сооружения. Т.2.Л.: 1972, с.48-56.

94. Обербок В.П. Лабораторное моделирование ударного кратерообразова-ния при помощи взрывчатых веществ. В. кн. Механика образования воронок при ударе и взрыве. Серия Новое время в зарубежной науке, вып. 12. М.: изд-во "Мир", 1977, с. 33-61.

95. Панов В.В., Фокеев Н.В. Прочность образцов соленого льда на сжатие в условиях сложного нагружения//Проблемы Арктики и Антарктики. Вып.49. Л., 1977, с.81-86.

96. Панфилов Д.Ф. О ледовых нагрузках на речные сооружения в период ледоходов // гидротехническое строительство № 4. 1966, с.25-31.

97. Паундер Э. Физика льда. М.: Изд-во Мир, 1967. 189с.

98. Пейтон Х.Р. Некоторые механические свойства морского льда// Лед и снег. М., 1966, с.81-87.

99. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Гидрометеоиздат , 1967, 460с.

100. Петров И.Г. Выбор наиболее вероятных значений механических характеристик льда// Тр. ААНИИ, т.331. Л., 1976, с. 4-41.

101. Петруничев H.H. О динамическом давлении льда на гидротехнические сооружения // Ледотермические вопросы в гидроэнергетики. М.-Л.: Госэнергоиз-дат, 1954, с. 17-46.

102. Пинегин В.Н. Об изменениях модуля упругости и коэффициента Пуассона у речного льда при сжатии//Наука и техника. №3-4. Одесса, Изд-во Одесск. НТОВСНХ, 1927.23с.

103. Писаревский М.М. Методика динамического определения модулей упругости и сдвига при разных температурах. Заводская лаборатория, 1938, УП, 6, с. 708-712.

104. Писаренко Г.С., Трощенко В.Г., Красовский А .Я. Исследование механических свойств пористого железа при растяжении и кручении. Сообщение 2,-Порошковая металлургия, 1965,7,с.88-96.

105. Поль Б. Макроскопические критерии пластического течения и хрупкого разрушения. В кн.: Разрушение. Т.2. М.: Изд-во Мир, 1975, с. 336-520.

106. Птухин Ф.И. Влияние скоростного режима испытания и размеров образцов на оценку прочности льда в ледотехнических расчетах / Автореф. диссертации на соиск. ученой степени канд. техн. наук. Новосибирск: 1968, 20с.

107. Птухин Ф.И. О влиянии скорости деформирования на предел прочности речного льда / Тр. ТЭИ СО АН СССР, вып. 15. Ледотермический режим рек Сибири и его изменение при строительстве ГЭС. Новосибирск: 1964.

108. Раннелс Л. К. Лед. Физика твердого тела. Атомная структура твердых тел. Над чем думают физики, выпуск 7. Под редакцией Г. С. Жданова. Москва, изд-во Наука,1972, стр. 38-48.

109. Ратнер С.И. и др. Механические свойства некоторых конструкционных сталей и сплавов при комнатной и повышенных температурах. -М.:Гособоронгиз, 1957. -302 с.

110. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов экспериментов. М: Наука, 1971. 192 с.

111. Рывлин А.Я. Натурные исследования физико-механических свойств ледяного покрова / В кн.: Труды ААНИИ, т. 326, Л.: Гидрометеоиздат, 1975, с. 205-209.

112. Рынин H.A. Ледорезы. Новосибирск: Сибирское изд-во института путей сообщения, 1903, 210с.

113. Савельев Б.А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоемов. М.: Изд-во МГУ, 1963, 541с.

114. Савельев Б.А. Термика и механика природных льдов. М.: Наука, 1991.

115. Седов Л. И. Механика сплошной среды . Т.1. М.: Наука,1973. 536 с.

116. Сериков М.И. Определение модуля упругости льда резонансным мето-дом//Проблемы Арктики. Вып. 6. Л.: Изд-во Энергия, 1959, с. 13-23.

117. Сериков М.И. Определение модуля упругости льда резонансным методом. В сб.: "Проблемы Арктики", вып.6, Л.: изд-во "Морской транспорт", 1959, с.136-157.

118. Сериков М.И. Прочностные характеристики морского антарктического льда / "труды САЭ 1967, т.48, с.190-193.

119. Слесаренко Ю.Е., Фролов А.Д. Сопоставление характеристики упругости и прочности соленых льдов / В кн. МАГИ Симпозиум. Лед и его воздействие на ГТС. Дополнительные материалы. Л., Ротапринт ВНИИГ им. Веденеева, 1972.

120. Смирнов В.Н. Определение упругих характеристик ледяного покрова с помощью динамических и статических методов//Труды ААНИИ. Т.300. Л.: Изд-во ААНИИ, 1971, с.56-60.

121. Смирнов Г.Н. Океанология. М.: Высшая школа, 1987. 407с.

122. Снеддон И. Преобразования Фурье. М.:Изд-во Иностр. Литературы, 1955. 667 с.

123. Соколов И.А. Модуль Юнга для натурального ледяного кристалла// Журнал прикладной физики. Т.З. Вып. 3-4. М.: 1926, с.713-719.

124. Табата Т., Ногути Ю. Разрушение морского льда циклическим сжатием. В кн. Физика и механика льда. Вып. 30. М.: Изд-во Мир, 1983, с. 336-346.

125. Таблицы физических величин. Справочник под ред. акад. И.К Кикои-на.-М.: Автомиздат, 1976, -1008с.

126. Технические условия определения ледовых нагрузок на речные сооружения. СН 76-59.М.: Гостехиздат, 1960, 15с.

127. Технические условия определения ледовых нагрузок на речные сооружения. СН 76-66.М.: Гостехиздат, 1967,15с.

128. Томенко ю.С., Христенко И.Н., Фельдман Э.И. Влияние формы и размеров образцов на характеристики механических свойств стали СтЗсп // Заводская лаборатория. Т.45. №4. М.: изд-во Металлургия, 1979, с.360-363.

129. Трусков П.А., Абраменко С.Е., Поломошнов А.И. Исследование физико-механических свойств льда в натурных условиях// Тр. ДВНИИ, Вып.36. Владивосток, 1987, с.52-56.

130. Уикс У.Ф., Ассур А. Разрушение озерного и морского льда / В кн.: Разрушение. Т.7. М.: Изд-во Мир, 1976, с.512-623.

131. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. Т.1. М.: изд-во Наука, 1975. 832с.

132. Фредеркинг Р. Предварительные данные по плоским деформациям при испытании столбчато-зернистого льда на сжатие / В кн. МАГИ Симпозиум. Лед и его воздействие на ГТС. Л., Ротапринт ВНИИГ им. Веденеева, 1972, 26-30с.

133. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. М.: ГТТИ, 1950, 248 с.

134. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. -М.: О оронгиз.,1952.556 с.

135. Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Физматгиз,1962, 320 с.

136. Хейсин Д.Е., Лихоманов В.А. Экспериментальное определение удельной энергии механического дробления льда при ударе. Проблемы Арктики и Антарктики. Вып.1. Л.:Изд-во Энергия, 1978, с.55-61.

137. Храпатый Н.Г., Цуприк В.Г. Расчет силы удара льдины на отдельную опору // Труды ЛПИ. Вып.361. Л.: изд-во ЛПИ, 1978, с.81-84.

138. Храпатый Н.Г. Давление ледяного покрова на отдельно стоящие опоры // Транспортное строительство, №5. 1980, с.32-37.

139. Храпатый Н.Г. Механизм разрушения ледяного покрова при ударе // Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура. Новосибирск,: 1981, с.32-37.

140. Храпатый Н.Г. Давление льда на вертикальную опору // Гидротехническое строительство, №9. 1981, с.87-92.

141. Храпатый Н.Г., Гомольский С.Г., Цуприк В.Г. Исследование удара твердого тела о лед / Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1979, с. 73 -76.

142. Храпатый Н.Г., Цуприк В.Г. Экспериментальное исследование удара твердого тела о лед // Тр. коорд. Совещание по гидротехнике, т. 3. Л.: Энергия, 1976, с. 166- 169.

143. Цуприк В.Г. Динамическое воздействие льда на цилиндрические опоры морских гидротехнических сооружений: автореф. диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Л.: изд-во ЛПИ, 1979, 24с.

144. Цуриков В.Л., Цецерина М.И. Обзор иностранных исследований морского льда // Труда ГОИН. Вып.76. Л.: Изд-во ГОИН, 1964, с. 127-207.

145. Цыбульский И.П. Экспериментальное исследование коэффициента Пуассона серых чугунов./ В кн.: Исследования по теории пластин и оболочек. Издательство Казанского университета, 1964, 2, с. 192-194.

146. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Изд-во Наука , 1974, с. 486-494.

147. Черкасов И.И. О связи коэффициента Пуассона с пластическими свойствами материала. / ЖТФ, 1952,XXII, вып. П, с. 1834-1837.

148. Черкасов И.И. Сопротивление сжатию хрупких пористых материалов при неограниченном боковом расширении. Основание и фундаменты, 1967,6, с.10-11.

149. Шаскольская М.П. Кристаллография. Москва, Высшая школа, 1976,391 с.

150. Шебалин О.д. Физические основы механики и акустики. М.: изд-во Высшая школа, 1981. 263с.

151. Шмид Е., Боле В. Пластичность кристаллов, в особенности металлических. М.ТОНТИ, 1938.-242с.

152. Щапов Н.М. Удар льдин о сооружения // Гидротехническое строительство, №2. 1933, с.26-28.

153. Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. Ленинград, Гид-рометеоиздат, 1975, 280 с.

154. Anderson D.L., Weeks W.F. Theoretical analysis of sea ice strength. Trans. Amer. Geoghys. Un., 1958, vol.39, №4, p.632-640.

155. Assur A., Weeks W.F. Growth structure and strength of sea ice. USA CRREL, Res. Rep., 1964, №135, p.1-19.

156. Assur A. Composition of sea ice and its tensile strength/U.S.Army Cold Regions Res. and Eng. Lab., Hanover, USA, Res. Rept 44, 1960.

157. Bach C. Elastizitat und Fetigkeit. №5, ver.l, Berlin, 1905. 67s.

158. Bjerrum N. Structure and properties of ice. Science, 1952, №115, p. 385390.

159. Blenkarn K.A. Measurement and analysis of ice forces on Cook Intel structure//Proc., OTC, 1261, Daallas, 1977, p.365-378.

160. Boyle R.W., Sproule D.C. Velocity of longitudinal vibration in solid roads (ultrasonic method) with spectral reference to the elasticity on ice. Can. J. Res., 1931, №5, p.601-618.

161. Butkovich T.R. On the mechanical properties of sea ice. Thule: Greenland Snow, Ice and Permafrost Res. Establishment/ U.S. Army Corps of Engineers, Res. Rept RR54, 1957.

162. Claus K. Eien Methode zur Bestimmung der Roissonschen Zahl durch direkte Messung von Quer kontraction und Langsdehnung.-Zeit. Metall -Kunde, 1955,46,8,p.589-592.

163. Crary A.P. Seismic studies on Fletchher's ice island T-3. Trans. Amer. Geo-phys. Union, 1954, v.35, №2, p.292-300

164. Croasdale K.P. Ice forces on marine structures // Proc. IAHR Ice Symp., Hanover, USA, 1975, p.315-337.

165. Drucker D.C. Introduction to mechanics of deformable solids. New York, McGraw-Hill, 1967, p.368.

166. Dykins J.E. Tensile and flexural properties of saline ice// Proc. Int. Symp. on Physics of Ice, Munich, 1968.

167. Ewing M., Crary A.P., ThorneA. Propagation of elastic waves in ice. Physics, 1934, №5, p. 181-184.

168. Frederking R.M.W., Timco G.W. NRC ice properties measurements during the Canmar Kigoriak trials in the Beaufort Sea winter 1979-80// NRC-DBR paper 947, Nat. Res. Council, Ottawa.

169. Gold L.W., Sinha N.K. The theological behaviour of ice at small strains// Proc. Int. Union of Theor. and Appl. Mech. Symp., Berlin, 1980, p. 117-128.

170. Gold L.W. Some observation on the dependence of strain on stress for ice. Can. J. Phys., 1958, v.36, p.1265-1275.

171. Gomolsky S.G., Bekker A.T., Takhteev V.A. The investigation of influence of boundary conditions on test results for cylindrical material samples // Proc.IAHR Ice Symp., v.l, Beijing, 1986, p.

172. Gomolsky S.G., Bekker A.T. Determination of the ice strength for calculation of the ice load // Proc.ISOPE Conf., Los Angeles, 1996, p.343-345.

173. Hawkes I., Mellor M. Unixial testing in rock mechanics laboratories // Eng. Cteol.4, 1970, pp. 177-285.

174. Hayes C.E., Webb W.W. Dislocations in ice. Science, 1965, vol. 147, p. 44-45.

175. Hobbs P.V. Ice physics. Oxford: Clarendon Press, 1974. 837p.

176. Hyrayama K., Schwarz J., Wu H.C. Ice forces on vertical piles // Proc. IAHRIce Symp., Hanover, USA, 1975, p.429-441.

177. Iyer S.H. Size effects in ice and their influence on the structural design of offshore structure// Proc. POAC Conf., v.2, Helsinki, 1983, p.414-432.

178. Jackson L.R. Battelle Memorial Inst. Rep. 38 (March 1956), p. 138-153.

179. Jellinek H.H.G., Brill R. Viscoelastic properties of ice. J. Appl. Phys, 1956, v.27, p.1196-1209.

180. Jona F., ScherrerD. Die elastischen konstauten von Eis-Einkristallen. Helv. phys. Acta, 1952, №25, s.35-54.

181. Kendall K. Complexities of compression failure // Proc. of R. Soc. of London, A-361, 1978, pp. 245-263.

182. Kerr A.D. On the determination of holizontal forces a floating ice plate exerts on a structure. CRREI report №78, 1978, 15p.

183. Ketcham W.M., Hobbs P.V. Step growth on ice during the freezing of pure water. Phil. Mag., 1968, vol.18, p. 659-661.

184. Koster W., Franz H. Poisson's ratio for metals and alloys.- Metallurgical Reviens, 1961,6,21, p 1-55.

185. Koster W.,Scherb J. Bestimmung des Ganges der Poisson-zahn wahrend elastischer und geringer plastisher Beanspuchung.- Zeit. Metallkunde,1958,49,10, p 501-507.

186. Kovacs A., Sodhi D. Shore ice pile up and ride up field observations, models, theoretical analysis // Cold. Reg. Sc.and Techn. Lab., 1980, 2, p.209-288.

187. Kuroiwa D., Hamilton W.L. Studies of ice etching and dislocation etch pits. In: Physics of snow and ice: Proc. Int. Symp. Hokkaido Univ., 1967, p. 34-55.

188. Lainey L., Tinawi R. The mechanical properties of sea ice / A compilation of available data// Can. J. Civ. Eng., 1984, p.884-923.

189. Maattanen M. Experience with vibration isolated lighthouses // Proc., OTC, 1262, Dallas, 1977, p.379-386.

190. Matsuyama M. On some physical properties of ice. J. Glaciol., 1920, v.28, №3, p.607-631.

191. Michel B., Blanchet D. Indentation an S2 floating ice sheet in the brittle range. Annals of Glac., v.4, 1983, p. 180-187.

192. Michel B. Ice mechanics. Les presses de I'niversite Lavoe. Quebec, 1978.499p.

193. Nakaya U. Visco-elastic properties of snow and ice in Greenland ice cap. SIPRE Res. Rep., 1959, №46, 29p.

194. Neill C.R. Dynamic ice forces on piers and piles. An assessment of design guidelines in the light of recent research // Can. J. Civ. Eng., 3, 1976, p.305-341.

195. Ojima T., Matsushima Y., Yamashita S. Some considerations on the designing of Arctic structures . Proc. OMAE, New York, 1985, p. 128-134.

196. Peyton H.R. Sea ice strength// Rept NNR 307-247, Geophys. Inst. Univ.Alaska, 1966, p. 1-273.

197. Poplin J.P., Wang A.T. Mechanical properties of rafted annual sea ice / Cold Regions Science and Technology, 23, Exxon Production Research Company, Houston, USA, 1994, p.41-67.

198. Ralston T.D. Sea loads // In the technical seminar of Alaskan Beantort sea gravel Island design. Exxon company, USA, 1979.

199. Ralston T.D. Ice force design considerations for conical offshore structures // 4th POAC Conference, St.Johns, Newfoundland, 1977, p.741-752.

200. Reinicke K.M., Remer R.A. A procedure for the determination of ice forces illustrated for polycrystalline ice // Proc. IAHR Ice Symp., 1978, p.217-238.

201. Report on the task-committee on standardising testing methods for ice// Proc. IAHR Ice Symp., Hanover, USA, 1985.

202. Saeki H., Nomura T., Ozaki A. Experimental study on the testing methods of strength and mechanical properties for sea ice. Luleo, Shweden, 1978, p. 135-149.

203. Sanderson T.J.O. Theoretical and measured ice forces on wide structures. B.Petroleum envelopment ltd., London, 1984, p.321-328.

204. Sather A. Ultrasonic butter-rod technique for the high temperature measurement of the plastik module of short specimens / J. Acoust. Soc. Amer.,1968, 43, 6, p. 1291-1294.

205. Schwarz J. On the flexural strength and elasticity of saline ice// Proc. IAHR Ice Symp., Hanover, USA, 1975, p.373-386.

206. Sodhi D.S. Dynamic buckling of floating ice sheets. Proc. POAC-83, Espoo, Helsinki, № 2. 1983, p.822-833.

207. Tabata T. Studies of the mechanical properties of sea ice. Measurement of flexural strength// Conf. Inst. Low Temp. Sci., 1960, ser.A, 119, p.187-201.

208. Templin R.L., Sturm R.G. // Journ. Aero. Sci. №7, 1940, p. 189-198.

209. Traetteberg A., Gold L.W., Frederking R. The strain rate and temperature dependence of Young's models of ice. In. Proc. 3d Int. Symp. on Ice Problem. Hanover, USA, 1975, p.313-327.

210. Использование разработок С.Г. Гомольского позволило повысить точность определения прочностных характеристик морского льда.1. Руководитель лабораторииледовых исследований, к.г.н. ^^^^^— А.М. Поломошнов