大颗粒柱状淡水冰无侧限剪切强度及其影响因素[权威资料]

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1、大颗粒柱状淡水冰无侧限剪切强度及其影响因素　　摘要：[HJ]针对大颗粒柱状冰无侧限剪切强度同加载方向、加载应变速率和冰样温度有关，在加载应变速率500×10-5/s～500×10-2/s区间内、试验温度分别为-05℃、-2℃、-5℃和-10℃、进行两个加载方向分别为垂直加载（加载力平行于晶体生长方向）和水平加载（加载力垂直于晶体生长方向）的无侧限剪切试验。结果发现，在既定试验条件下，剪切强度随着温度和应变速率的减小有增大趋势；比较两个加载方向剪切强度可知，在-5℃和-10℃条件下力学性质的各向异性更为明显，而在-05℃和-2℃时两个加载方向剪切强度相差不大；另外在气泡含量小于86

2、5%情况下，冰内气泡含量对大颗粒柱状冰剪切强度影响不大。　　关键词：剪切强度；温度；应变速率；各向异性；淡水冰　　P332.8，TV211.2文献标志码：A　　16721683（2016）06006206　　[HJ1.8mm]Studyontheunconfinedshearstrengthoflargecolumnargrainedfreshwatericeanditsinfluentialfactors　　HANHongwei1，HUANGWenfeng2，JIAQing3，LIZhijun1　　（1.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshor

3、eEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China；2.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，Chang′anUniversity，Xi′an710054，China；3.CollegeofWaterConservancyandHydropower，HeilongjiangUniversity，Harbin150086，China）　　Abstract：[JP2]Consideringthattheunconfinedshearstrengthoflargecol

4、umnargrainedfreshwatericeisassociatedwithloadingdirections，loadingstrainrateandtemperature，weconductedtheunconfinedsheartestatthetemperatureof-0.5℃，-2℃，-5℃，-10℃andstrainratesof5.0×10-5/sto5.0×10-2/s.Twoloadingmodeswereusedinourtest：verticalloading（theloadingforcewasparalleltothecrystalgrowthd

5、irection）andhorizontalloading（theloadingforcewasperpendiculartothecrystalgrowthdirection）.Theexperimentalresultsshowedthat（a）theshearstrengthincreasedwiththedecreaseoftemperatureandstrainrateunderthegivenexperimentalconditions；（b）comparisonofshearstrengthunderthetwoloadingdirectionsshowedthat

6、theanisotropyofmechanicalpropertieswasmoreobviousatthetemperatureof-5℃and-10℃，andtheshearstrengthunderthetwoloadingdirectionshadnovisibledistinctionatthetemperatureof-0.5℃and-2℃；and（c）therewasnosignificantcorrelationbetweentheshearstrengthandgasbubblecontentwhenthegasbubblecontentwaslessthan8

7、.65%.　　Keywords：shearstrength；temperature；strainrate；anisotropy；freshwaterice　　人类在高纬度和高海拔地区生活与生产活动中会遇到与冰有关的问题，促使我们对冰开展探索和研究。对冰的认识不但要从生消过程把握，还要对冰自身的物理力学性质重点突破，其中冰的力学性质研究意义广泛，一方面冰可以作为一种材料加以利用，如研究冰层厚度以及冰强度可以服务于冬季临时交通，如冰上汽车通行和冰上飞机起降[1]；另一方面，冰作为一种