渤海海冰侧限压缩强度的影响因素分析.pdf

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1、第33卷第4期海洋通报Vo1．33．No．42014年8月MARINESCIENCEBULLETINAug．2014Doi：10．1184o／j．issn．1001-6392．2014．04．002渤海海冰侧限压缩强度的影响因素分析季顺迎，王安良，刘宏亮(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116023)摘要：为研究海冰在侧向作用下的压缩强度，针对A型侧限加载方式，对不同温度、盐度和加载速率下的海冰压缩强度进行了试验研究。利用统计方法分析了试验结果，表明侧限压缩强度与卤水体积的平方根存在负幂函数关系，与侧限应力呈线性关系，而受加

2、载速率的影响并不明显。海冰侧限压缩强度与各影响因素(海冰温度、盐度、侧向力)间的函数关系可为冰荷载的确定提供参考。关键词：海冰；侧限压缩强度；卤水体积；加载速率中图分类号：0346．1文献标识码：A文章编号：1001—6932(2014)04—0371—06AnalysisofinfluencefactorsontheconfinedcompressionstrengthofseaiceintheBohaiSeaJIShun—ying，WANGAn—liang，LIUHong—liang(StateKeyLaboratoryofStructur

3、alAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract：Tostudythefailurebehaviorofseaiceinnaturalconditions，theA—typeconfinedcompressivestrengthofseaiceisstudiedwithexperimentalapproachundervariousconfinements，icetemperatures，icesalinitiesa

4、ndstressrates．Theconfinedcompressivestrengthofseaiceisalinearfunctionofconfinedstressandanegativepowerfunctionofthesquarerootofbrinevolume，butitisnotaffectedobviouslybythestressrate．Finally，theconfinedcompressionstrengthofseaiceisdescribedwithafunctionofconfinedstressandbrin

5、evolumebasedontheexperimentaldata．Thepresentstudyisbeneficialtodeterminetheiceloadsonoffshorestructuresthroughconsideringvariousinfluencingfactors．Keywords：seaice；confinedcompressionstrength；brinevolume；loadingrate在冰区油气资源的开发中，海冰在极限破坏状根据海冰侧限压缩试验中侧限板位置以及加载态下的应力水平，对海洋结构物的冰荷载设计和

6、局方向与冰厚方向的关系可以分成三种不同侧限方式部冰压力的分析，具有重要的研究意义(丁德文，(丁德文，1999；Timcoetal，1986；隋吉学等，1999；Timcoetal，1986；季顺迎等，2011)。海冰1999)。当加载方向垂直于冰盖生长方向时，侧限的力学性质与其温度、盐度等因素密切相关；同时板平行和垂直于冰厚方向分别称为A、型；当加平整冰在与海洋结构物相互作用过程中，局部单元载方向沿着冰盖生长方向，侧限板平行于冰盖生长体与周围冰场相关联，其变形和破坏状态，也会受方向则称为D型；此外，垂直和平行于冰厚方向周围冰场的影响(隋吉学等，

7、1999；Weissetal，加载的无侧限单轴压缩方式，称为C型和E型1995；Gratzetal，1997)。因此，海冰单元体处于(Timcoetal，2010)。研究结果表明，海冰压缩强受侧限约束的状态，其压缩强度与侧限应力密切相度在不同侧限方式下有很大的差异，并对加载速率关。受侧限约束下海冰抗压强度的确定对于合理分的敏感程度也不相同。在海冰与海洋结构物作用过析海洋结构物的冰荷载具有重要的工程应用价值。程中，冰盖的上下表面多为自由面，受力方向一般收稿日期：2013—08—27；修订日期：2013—10—10基金项目：海洋公益性行业科研专项(

8、201005016)；国家自然科学基金(41176012)。作者简介：季顺迎(1972一)，男，博士，教授，主要从事3-2海冰数值模式研究。电子邮箱：