大庆红旗泡水库淡水冰弯曲强度试验研究

《大庆红旗泡水库淡水冰弯曲强度试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、７０中国农村水利水电·２０１１年第３期文章编号：１００７－２２８４（２０１１）０３－００７０－０３大庆红旗泡水库淡水冰弯曲强度试验研究张傲妲１，冀鸿兰１，李志军２，张宝森３，徐晶１（１．内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，内蒙古呼和浩特０１００１８；２．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４；３．黄河水利委员会黄河水利科学研究院，河南郑州４５０００３）摘要：采用三点弯曲法对大庆红旗泡水库淡水冰试样进行弯曲试验。冰梁发生破坏时，主要经历三个阶段：第一阶段是在杂质和气泡边缘首先产生微裂缝；随着荷载的增

2、加，出现新的微裂缝，并且受拉区达到抗拉强度，此为第二阶段；此后荷载继续增加，冰中微裂缝扩展延伸为宏观裂缝，当施加的荷载大于冰梁的抗拉强度时，冰梁即被破坏，这是第三阶段。在分析上述淡水冰破坏机理的基础上，对试验结果进行研究。结果表明，水库淡水冰弯曲强度与应力速率和冰温有着密切关系。在小于２ｋＰａ／ｓ的应力速率范围内，随着应力速率的增大，弯曲强度减小。冰温在－５℃～－１５℃范围内，对应的应力速率在３０～７０ｋＰａ／ｓ范围内时，冰梁弯曲强度达到极限，同时也揭示了极限弯曲强度对应的应力速率随着温度的降低逐渐向低应力速率转化。达到极

3、限弯曲强度后，应力速率继续增加，弯曲强度值呈减小趋势。弯曲强度随着冰温的降低呈增加趋势，且弯曲强度在－１５℃时达到最大值２２７０ｋＰａ。关键词：水库；淡水冰；弯曲强度；应力速率；温度中图分类号：ＴＵ５０２文献标识码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｌｅｘｕｒａｌＳｔｒｅｎｇｔｈｏｆＦｒｅｓｈＷａｔｅｒＩｃｅｉｎＨｏｎｇｑｉｐａｏＲｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎＤａ－ｑｉｎｇ１，ＪＩＨｏｎｇ－ｌａｎ１，ＬＩＺｈｉ－ｊｕｎ２，ＺＨＡＮＧＢａｏ－ｓｅｎ３，ＸＵＪｉｎｇ１ＺＨＡＮＧＡｏ－ｄａ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒ

4、ＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｆｆｓｈｏｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ；３．ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ

5、，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｎａｔｕｒａｌｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｉｃｅｓａｍｐｌｅｓａｒｅｍａｄｅｏｎＨｏｎｇｑｉｐａｏＲｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎＤａｑｉｎｇｂｙｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｉｃｅｇｉｒｄｅｒｍａｉｎｌｙｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓｗｈｅｎｆａｃｅｄｗｉｔｈｂｒｅａｋａｇｅ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｓｔａｇｅｉｓｔｈａｔｔｉｎｙｃｒａｃｋｓａｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄａｔｔｈｅｅｄｇｅｏｆｉｍ－ｐｕｒｉｔｉｅｓａｎｄａｉｒｂｕｂ

6、ｂｌｅｓ．Ｎｅｗｔｉｎｙｃｒａｃｋｓａｒｅａｌｓｏｐｒｏｄｕｃｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｌｏａｄ，ａｎｄｔｈｅｅｎｄｕｒｉｎｇｐｕｌｌａｒｅａｒｅａｃｈｅｓｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃａｌｌｅｄｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔａｇｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｌｏａｄ，ｔｈｅｔｉｎｙｃｒａｃｋｓｏｆｉｎｎｅｒｉｃｅｅｘｔｅｎｄａｎｄｆｏｒｍｍａｃｒｏ－ｓｃｏｐｉｃａｌｃｒａｃｋｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｃｅｇｉｒｄｅｒｉｓｂｒｏｋｅｎｗｈｉｌｅｔｈｅｌｏａｄｅｘｃｅｅｄｓｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔ

7、ｈｏｆｉｃｅ．Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅａｂｏｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂｒｅａｋａｇｅｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｉｃｅ，ｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｄｏｎｅｏｎｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｉｃｅｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｔｒｅｓｓｒａｔｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ２ｋＰａ／ｓｓｔｒｅｓｓｒａｔｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｓｔｒｅｓｓｒａｔｅ，ｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｄｅｃｒｅａｓ

8、ｅｓ．Ｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｍａｘｉｍａｌｗｈｅｎｓｔｒｅｓｓｒａｔｅｒａｎｇｅｓｆｒｏｍ３０ｔｏ７０ｋＰａ／ｓａｎｄｔｈｅｉｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｓｆｒｏｍ－５℃ｔｏ－１５℃，Ｔｈｉｓａｌｓｏｓｈｏｗｓｔｈａｔｓｔｒｅｓｓｒａｔｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｍａｘｉｍａｌｆｌ