Измерение и нормирование формы ледового воротника в гидротехническом строительстве
Автор: Шарапов Д.А., Клочков Ю.С.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 4 т.25, 2023 года.
Бесплатный доступ
В регионах с холодным климатом, водно-транспортное сообщение часто играет важную роль. Сезонный завоз товаров и продовольствия осуществляется по льду или водным путем. Гидротехнические сооружения, порты, причалы в данных регионах играют особо важную роль. При проектировании причалов и других объектов акватории необходимо принимать во внимание большое количество ледовых воздействий, которое может быть оказано на конструкцию. Некоторая часть возможных ледовых воздействий, до сих пор, не отражена в нормативной документации. При вмерзании сооружений без значимых колебаний уровня воды, вокруг сооружения возможно образование ледового воротника, то есть утолщение льда на контакте с сооружением. Данные образования могут увеличивать нагрузку, передаваемую льдом на сооружение, однако, не описаны должным образом в нормативной документации. Измерение ледовых воротников и их нормирование, является важным шагом к разработке нормативной документации, содержащей методы учета влияния ледовых воротников на сооружения.
Ледовый воротник, вмерзание в лед, измерение, нормирование формы, размер ледового воротника
Короткий адрес: https://sciup.org/148327959
IDR: 148327959 | УДК: 658.5 | DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-4-71-78
Ice collar measurement and shape approximation for hydrotechnical construction
A water-transport constructions are important ones for Arctic cold climate regions. Ports and waterways in Arctic are used for seasonal delivery of goods and food. Hydraulic structures, such as ports and harbors, play a particularly important role in these regions. When designing berths and other objects in this area, it is necessary to take into account the large amount of the actions, which can be taken from the side of ice. Some of the possible ice impacts are still not reflected in the normative documentation., Ice collar may form around the structure when structures freeze without significant fluctuations in the water level. Ice collar is thicker ice around the structure. This formation can increase the load transferred by the level ice to the structure. However, ice collars are not properly described in the normative documents. Measurement of ice collars and their standardization is an important step towards the development of regulatory documentation containing methods for taking into account the impact of ice collars on structures.
Список литературы Измерение и нормирование формы ледового воротника в гидротехническом строительстве
- Sharapov D., Shkhinek K., DelValls T. A. Ice collars, development and effects // Ocean Engineering. -2016. - T. 115. - C. 189-195.
- Шарапов, Д.А. Численная оценка необходимой энергии для предотвращения образования воротников на морских причалах Арктики / Д.А. Шарапов, А.С. Большев // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2016. - T. 44-45. - C. 20-25.
- Шарапов, Д.А. Гидротехническое строительство. Лед и его свойства для сооружений Арктики: учеб. пособие. / Д.А. Шарапов, А.С. Большев - СПб: Политех-Пресс, 2023. - 89 с.
- Шарапов, Д.А. Нагрузки от льда на вмёрзшие вертикальные стальные сооружения при горизонтальных подвижках ледового покрова / Д.А. Шарапов, К.Н. Шхинек // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. - 2016. - T. 282. - C. 99-107.
- Sharapov D., Shkhinek K. Numerical calculation of the ice grow and empirical calculation results // Advanced Materials Research, Proceedings of 3rd International Conference on Materials and Products Manufacturing Technology (ICMPMT 2013), September 25-26, Changsha, China. - 2013.
- Salva N., Tarzia D. Explicit solution for a Stefan problem with variable latent heat and constant heat flux boundary conditions // Journal of Mathematical Analysis and Applications. - 2011. - T. 379, № 1. - C. 240-244.
- Gurtner A., BjerkasM., ForsbergJ., HildingD. Numerical modeling of a full scale event // Proceedings of the IAHR Conference 2010. - 2010.
- Loset S., Marchenko A. Field studies and numerical simulations of ice bustles on vertical piles // Cold Regions Science and Technology. - 2009. - T. 58, № 1-2. - C. 15-28.
- L0set S., Marchenko A. Ice bustles: field studies and numerical simulations // Proceedings of 19th IAHR International Symposium on Ice "Using New Technol-ogy to Understand Water-Ice Interaction". Vancouver, DC, Canada. - 2008. - C. 909-920.
- Asaithambi A. Numerical solution of Stefan problems using automatic differentiation // Applied Mathematics and Computation. - 2007. - T. 189, № 1. - C. 943-948.
- Karulina M.,Karulin E.,MarchenkoA Field investigations of first year ice mechanical properties in NorthWest Barents Sea // Proceedings of the International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, POAC 2013. - 2013.
- Strub-Klein L., H0yland K.V. Spatial and temporal distributions of level ice properties: Experiments and thermo-mechanical analysis // Cold Regions Science and Technology. - 2012. - T. 71, № 0. - C. 11-22.
- Shkhinek K., Jilenkov A., Blanchet D., Thomas G. Causes and Influence of the Ice Heterogeneity on Loads on Offshore Structures // Proceedings of the 27th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering - 2008, Vol 3. - 2008. - C. 965-970.
- Shkhinek K., Blanchet D., Jilenkov A., Shafrova S., Yue Q., Ji S. Ice loads dependence on the field heterogeneity // Recent Development of Offshore Engineering in Cold Regions, Vols 1 and 2, Proceedings. - 2007. - C. 245-255.
- Lainey L., Tinawi R. The mechanical properties of sea ice - a compilation of available data // Canadian Journal of Civil Engineering. - 1984. - T. 11. - C. 119-127.
- Weeks W. F., Ackley S. F. The Growth, Structure, and Properties of Sea Ice // CRREL Monograph 82-1. -1982.
- Vaundrey K. Ice engineering - study of related properties of fl oating sea ice sheets and summary of elastic and viscoelastic analysis: Rep. TR860 // Port Huenem, CA: U.S. Naval Civil Engineering Lab. - 1977.
- Schwerdtfeger P. The thermal properties of sea ice // J. Glac. - 1963. - T. 4. - C. 789-807.
- Ervik A., Nord T. S., H0yland K. V., Samardzija I., Li H. Ice-ridge interactions with the Norstromsgrund lighthouse: Global forces and interaction modes // Cold Regions Science and Technology. - 2019. - T. 158.
- Shafrova S., Hoyland K. The freeze-bond strength in first-year ice ridges. Small-scale field and laboratory experiments // Cold Regions Science and Technology - 2008. - T. 54, № 1. - C. 54-71.
- Marchenko A. Thermodynamic consolidation and melting of sea ice ridges // Cold Regions Science and Technology. - 2008. - T. 52, № 3. - C. 278-301.
- Timco G.W., Burden R.P. An analysis of the shape of sea ice ridges // Cold Regions Science and Technology. - 1997. - C. 65-77.
- Архивные данные по температуре // Справочник по климату СССР, Омская и Тюменская области за период с 1955 по 1976 год, Главная Геофизическая Обсерватория. - 1976.
- Архивные данные по толщине льда // Гидрологический ежегодник станции Новый порт бассейна Карского моря за период с 1955 по 1976 год, Государственный гидрологический институт. - 1976.
- Гидротехническое строительство - ледовые воротники, свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023615858, 20.03.2023. ЗАЯВКА № 2023613926 ОТ 22.02.2023. / Шарапов Д. А., 2023.
