Исследование влияния поверхностного армирования на несущую способность льда
Автор: Ипатов Константин Игоревич, Васильев Алексей Сергеевич, Земляк Виталий Леонидович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.12, 2019 года.
Бесплатный доступ
В отсутствие мостовых сооружений, а также при невозможности устройства паромных переправ на водных преградах в зимний период времени организуются автомобильные дороги по ледовым переправам при условии образования ледяного покрова требуемой толщины. Если толщина ледяного покрова недостаточна для безопасной эксплуатации переправы, прибегают к стандартным способам повышения ее надежности, таким как покрытие деревянным колейным настилом, намораживание льда снизу, намораживание льда сверху. Практический опыт показывает, что физико-механические свойства ледяного покрова при этом не надежны и зависят от внешних факторов (наличия снега и ветра в момент намораживания, температуры окружающей среды). В связи с этим возникает необходимость в разработке альтернативных подходов к повышению качества переправы, например путем внедрения в лед армирующих элементов. Целью работы являлось определение влияния различных вмораживаемых материалов на несущую способность ледяного покрова. Для этого, во-первых, выполнено сопоставление экспериментально и численно установленных предельных состояний ледяных образцов, усиленных стальной арматурой по предложенной схеме...
Поверхностное армирование, композиционный материал, ледяная балка, модельный эксперимент, численные исследования
Короткий адрес: https://sciup.org/143167069
IDR: 143167069 | УДК: 539.3; | DOI: 10.7242/1999-6691/2019.12.1.9
Study of the influence of surface reinforcement on the bearing capacity of ice
Practical experience shows that the physical and mechanical properties of the ice cover are unreliable and can strongly depend on various external factors (the presence of snow and wind at the time of freezing, the ambient temperature), if it is reinforced by traditional methods. In this connection, the problem of increasing the bearing capacity of ice by alternative methods, e.g. by introducing reinforcing elements into the ice, is an urgent problem today. The aim of this work is to determine the effect of various reinforcing materials on the carrying capacity of the ice cover. First, a comparison was made between the results of experimental and numerical studies obtained for the maximum deflections and the carrying capacity of ice samples strengthened with steel reinforcement according to the proposed scheme. Secondly, numerical investigation of the strength of ice upon reinforcement with various composite materials was performed. Experiments on strengthening ice samples with A400 steel reinforcement were carried out on a setup specially designed for simulating pure bending conditions...
Список литературы Исследование влияния поверхностного армирования на несущую способность льда
- Войтковский К.Ф. Механические свойства льда. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 99 с.
- Бычковский Н.Н., Гурьянов Ю.А. Ледовые строительные площадки, дороги и переправы. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. 180 с.
- Qi C., Lian J., Ouyang Q., Zhao X. Dynamic compressive strength and failure of natural lake ice under moderate strain rates at near melting point temperature//Lat. Am. J. Solids Struct. 2017. Vol. 14. P. 1669-1694.
- Прокудин А.Н., Одиноков В.И. Численное исследование процесса разрушения ледяного покрова с учетом сжимаемости и неоднородности//Вычисл. мех. сплош. сред. 2013. Т. 6, № 1. С. 110-118.
- Гольдштейн Р.В., Осипенко Н.М. Некоторые вопросы механики прочности морского льда//Физ. мезомех. 2014. Т. 17, № 6. С. 59-69.
- Schulson E.M. Low-speed friction and brittle compressive failure of ice: fundamental processes in ice mechanics//Int. Mater. Rev. 2015. Vol. 60. P. 451-478.
- Weiss J., Dansereau V. Linking scales in sea ice mechanics//Phil. Trans. R. Soc. A. 2017. Vol. 375. 20150352.
- Якименко О.В., Сиротюк В.В. Усиление ледовых переправ геосинтетическими материалами. Омск: СибАДИ, 2015. 168 с.
- Бузник В.М., Ландик Д.Н., Ерасов В.С., Нужный Г.А., Черепанин Р.Н., Новиков М.М., Гончарова Г.Ю., Разомасов Н.Д., Разомасова Т.С., Устюгова Т.Г. Физико-механические свойства композиционных материалов на основе ледяной матрицы//Материаловедение. 2017. № 2. С. 33-40.
- Черепанин Р.Н., Нужный Г.А., Разомасов Н.А., Гончарова Г.Ю., Бузник В.М. Физико-механические свойства ледяных композиционных материалов, армированных волокнами Русар-С//Материаловедение. 2017. № 7. С. 38-44.
- Козин В.М., Земляк В.Л., Погорелова А.В., Матюшина А.А., Рогожникова Е.Г., Канделя М.В., Баурин Н.О., Николаев С.В. Патент РФ № 2622967 от 22.04.2016 г.
- Лавров В.В. Деформация и прочность льда. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 206 с.
- Ипатов К.И., Земляк В.Л., Козин В.М., Васильев А.С. Исследование напряженно-деформированного состояния ледяного покрова от воздействия на него движущейся нагрузки//Вестник ПГУ им. Шолом-Алейхема. 2017. № 1(26). С. 103-113.
- Willam K.J., Warnke E.P. Constitutive model for the triaxial behavior of concrete//IABSE reports of the working commissions. 1974. Vol. 19.
- Клованич С.Ф., Безушко Д.И. Метод конечных элементов в расчетах пространственных железобетонных конструкций. Одесса: Изд-во ОНМУ, 2009. 89 с.
- Bazant Z.P., Cedolin L. Fracture mechanics of reinforced concrete//ASCE J. Eng. Mech. Div. 1980. Vol. 106(6). P. 1287-1306.
