Определение нагрузки с учетом 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
Ледовые нагрузки в силу своей величины и многообразия являются одними из основополагающих при расчете арктических гидротехнических сооружений. Стоимость проектируемого сооружения может измениться в несколько раз при изменении расчетной ледовой нагрузки; поэтому определение ледовой нагрузки заданной обеспеченности является наиважнейшей задачей. Некоторые ледовые образования могут существенно изменять величину ледовой нагрузки, но при этом отсутствуют или недостаточно подробно отражены в нормативных документах. Ледовые воротники - утолщение льда вокруг теплопроводящих сооружений, могут приводить к увеличению нагрузок на гидротехнические сооружения, при этом метод оценки влияния ледовых воротников на нагрузки не приводится в действующих нормативных документах. Утолщение льда в месте контакта с сооружением ведет к увеличению площади контакта и может приводить к изменению механизма разрушения льда. В известных случаях наличие ледового воротника ведет к увеличению горизонтальной ледовой нагрузки от ровного льда, передаваемой на сооружение. Для решения задачи влияния ледового воротника рассмотрена постановка методом дискретных элементов для точного описания всего процесса разрушения ледового воротника во времени. Используются плоские постановки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Получены зависимости относительной нагрузки от толщины льда и морозоградусодней.
Ледовый воротник, вмерзание в лед, ледовая нагрузка, метод дискретных элементов, математическое моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/148327960
IDR: 148327960 | DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-4-79-86
Список литературы Определение нагрузки с учетом ледового воротника в гидротехническом строительстве
- Шарапов, Д.А. Устойчивость каменной наброски к подвижкам льда методом КЭ I Д.А. Шарапов, А.С. Сумцова II Гидротехническое строительство. -2023. - T. 2. - C. 2-7.
- Шхинек, К.Н. Результаты моделирования сценариев взаимодействия айсбергов с морскими нефтегазодобывающими комплексами I К.Н. Шхинек, О. А. Гасников, А.С. Большев, К.Г. Лавров II Навигация и картография, СПб, изд. Гос. научно-исследовательского навигационно-гидрографического института. - 2015. - T. 39. - C. 25-32.
- Шхинек, К.Н. Вибрация сооружений, вызванная действием морского льда I I К.Н. Шхинек II Инженерно-строительный журнал. - 2014. - T. No 4(2014). - C. 63-71.
- Шхинек, К. Вибрация сооружений, вызванная действием морского льда I К.Н. Шхинек II Инженерно-строительный журнал. - 2014. - T. 4. - C. 63-71.
- Шхинек, К.Н. Вероятностное моделирование ледовых нагрузок на сооружения континентального шельфа для анализа их надежности и долговечности I К.Н. Шхинек, А.С. Большев, С.А. Фролов, Е.В. Уварова II Сборник трудов конференции "Освоение арктического шельфа России". - 1999. - T. 2. - C. 247-254.
- Bergan Р., Cammaert G., Skeie G. On the potential of computational methods and numerical simulation in ice mechanics II Materials Science and Engineering. - 2010. - T. 10.
- Liferov P., Shkhinek K., Vitali L., Serre N., Yue Q., Ji S. Ice gouging study - Actions and action effects II Recent Development of Offshore Engineering in Cold Regions, Vols 1 and 2, Proceedings. - 2007. - C. 774-786.
- Kama T., Kamesaki K., Tsukuda H. A numerical model for dynamic ice-structure interaction // Computers & Structures. - 1999. - T. 72, № 4-5. - C. 645-658.
- Cundall P. A., Starck O. D. L. A Discrete Numerical Model for Granular Assemblies // Geotechnique. -1979. - T. 29. - C. 47-65.
- Гидротехническое строительство. Лед и его свойства для сооружений Арктики: учеб. пособие / Шарапов Д. А., Большев А. С. - СПб: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2023. - 89 с.
- 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.
- Strub-Klein L., Hoyland 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.
- ShkhinekK., JilenkovA., BlanchetD., 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., BlanchetD., JilenkovA., Shafrova S., Yue O., 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.
- SchulsonE.M. Brittle failure ofice//EngineeringFracture Mechanics. - 2001. - T. 68, № 17-18. - C. 1839-1887.
- 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.
- Jellinek H. H. G. Adhesive properties of ice // Journal of Colloid Science. - 1959. - T. 14, № 3. - C. 268-280.
- 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.
- 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.
- 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.
- DS/ISO 19906-2019 Petroleum and natural gas industries - Arctic offshore structures. International Organization for Standardization, 2010.