Authors

Аналитические основы реологии льда

DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-4-58-64
UDC 539.2/6; 629.5

Аналитические основы реологии льда

Koshkin Sergey V., Veprinyak Ivan A., Chizhiumov Sergey D.

For citation: Кошкин С.В., Веприняк И.А., Чижиумов С.Д. Аналитические основы реологии льда. // Вестник Международной академии холода. 2024. № 4. С. 58-64. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-4-58-64 [Koshkin S.V., Veprinyak I.A., Chizhiumov S.D. Analytical foundations of ice rheology. Journal of International Academy of Refrigeration. 2024. No 4. p. 58-64. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-4-58-64]

Abstract
Наиболее достоверно деформационное состояние льда определяется с помощью диаграмм напряжения. Разработаны аналитические модели для диаграмм напряжения. В классе аналитических функций основная реологическая модель диаграммы напряжений представлена полиноминальной зависимостью. Более компактная эмпирическая зависимость описывается логарифмической функцией. Обе модели сведены и к безразмерному виду. Приводятся элементы математического анализа полученных функций напряжений. Показано, что для одного вида деформации диаграммы напряжения обладают свойствами аффинности.Установлено, что диаграммы напряжений льда одинаковой структуры и вида деформации в безразмерной форме будут едиными при низких температурах с постоянным отношением его упругих модулей. На базе термодинамически обратимых процессов предложен теоретический способ прогнозирования диаграммы при растяжении льда пересчетом с аналогичной при его сжатии. Получены графические и аналитические зависимости для безразмерных характеристик искомой диаграммы. Анализ результатов пересчета диаграмм позволил определить значения отношений предельных деформаций льда при растяжении к аналогичным в случае его сжатия.

Keywords: диаграммы напряжения, сжатие, растяжение льда, свойство аффинности, прогнозирование диаграммы растяжения.

All references

1. Веприняк И.А., Кошкин С.В. Аналитическое представление температурного профиля морского льда в весенне – летний период на северном морском пути// Вестник Международной академии холода. 2022 №4. С. 68-75.

2. Кошкин С.В., Афанасьева Т.М., Яковлева Е.М. Аналитическая модель профили солености и объемного содержания рассола морского льда в Арктике / Сборник статей Всероссийской НПК «Искровые технологии в транспортном строительстве». СПб, Петергоф, 2022. С. 72-80.

3. Кошкин С.В. Современное состояние баз данных по пределам прочности льда на сжатие для проектирования опор железнодорожных мостов и гидротехнических сооружений / В сборнике статей всероссийской НПК «Инновационные технологии в транспортном строительстве». Петергоф. ВИ (ЖДВ и ВОСО). 2021. С.101-120.

4. Аксенов В.И., Геворкян С.Г. Засоленные и льдистые мерзлые грунты Арктического побережья как основание сооружений. М.: ООО"МАФ", 2023. 280 с.

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

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

7. Ледотехнические аспекты освоения морских месторождений нефти и газа/Алексеев Ю.Н., Афанасьев В.П., Литонов О.Е. и др. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 356 с.

8. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В.Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка. 1988. 736 с.

9. Кошкин С.В.Обобщенная реологическая модель поведения льда под нагрузкой // Материалы МНПК «Фундаментальные исследования океанотехники и морской инфраструктуры: Теория. Эксперимент. Практика» Комсомольск-на-Амуре, 2015. С. 238-240.

10. Математическая энциклопедия. Гл. ред. И.М. Виноградов. М.: Советская энциклопедия. 1977. Т. 1. 1152 с.

11. Фокеев Н.В.Деформация морских антарктических льдов при сжатии // Труды ААНИИ. 1976. Т. 331. С. 166-171.

12. Епифанов В.П.Акустические методы в механике деформирования и разрушения пресноводного поликристаллического льда. Автореф. дис. …док. физ.-мат. наук. М.: ИПМех РАН. 2018. 48 с.

13. Тарг С.М.Краткий курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1995. 416 с.

14. Сурков Г.А., Землюк С.В., Астафьев В.Н. и др.Физико-механические параметры ледяного покрова северного шельфа Сахалина. // Труды ААНИИ. 2001. Т. 443. С. 138-145.

15. Каштелян В.И.Приближенное определение усилий, разрушающих ледяной покров // Проблемы Арктики и Антарктики. 1960. № 5. С. 31-37.

16. Ионов Б.П., Грамузов Е.М.Ледовая ходкость судов. СПб.: Судостроение, 2001. 512 с.

Князьков В.В.Влияние направления действия нагрузки на несущую способность ледяного покрова // Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. 2010. Вып. 51. С. 13-16.