Расчет ледовой нагрузки на вмерзшие откосные гидротехнические сооружения

Бесплатный доступ

Порты, шельфовые платформы и другие сооружения в районах с арктическими условиями требуют специального проектирования. Ледовая нагрузка является одним из важных факторов при проектировании сооружений в Арктике. Нагрузки на сооружение со стороны льда сильно варьируются в зависимости от многих параметров, включая профиль конструкции. Чтобы уменьшить ледовые нагрузки, многие ученые и инженеры предлагают использовать наклонный профиль конструкции. Наклонные профиль гидротехнической конструкции заставляет лед изгибаться при наползании на откос сооружения, и, следовательно, происходит разрушение льда при меньших давлениях на сооружение. Однако когда лед не движется, ровный лед может примерзнуть к конструкции, и вокруг конструкции может образоваться более толстый лед, называемый ледовым воротником. Это приводит к увеличению нагрузки на сооружение за счет дополнительных сил трения и адгезии льда к сооружению в момент начала движения льда. В работе представлен метод анализа влияния вмерзания сооружения с наклонными гранями в льда на нагрузки со стороны льда на сооружение. Представленная модель учитывает дополнительное утолщение льда у поверхности сооружения (ледовый воротник).

Еще

Откосные сооружения, ледовые воротники, ледовая нагрузка, арктика, вмерзание в лед

Короткий адрес: https://sciup.org/148328539

IDR: 148328539   |   DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-6-98-104

Список литературы Расчет ледовой нагрузки на вмерзшие откосные гидротехнические сооружения

  • Timco G. W., Croasdale K. R. How Well Can We Predict Ice Loads // Proceedings oh the 18th IAHR International Symposium on Ice. - 2006. - C. 167-174.
  • Frederking R. Comparison of Standards for Predicting Ice Forces on Arctic Offshore Structures // Proceedings of the Tenth (2012) ISOPE Pacific/ Asia Offshore Mechanics Symposium. Vladivostok, Russia, October 3-5. - 2012.
  • Sharapov D., Shkhinek K., DelValls T. A. Ice collars, development and effects // Ocean Engineering. -2016. - T. 115. - C. 189-195.
  • DS/ISO 19906-2019 Petroleum and natural gas industries - Arctic offshore structures. International Organization for Standardization, 2010.
  • ВСН-41.88 Проектирование ледостойких стационарных платформ. - Москва: Миннефтепром, 1988.
  • API-RP-2N Recommended practice for planning, designing, and constructing structures and pipelines for arctic conditions. American Petroleum Institute, 1995.
  • РМРС НД N0 2-020201-015. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ. - С.-Пб.: Российский морской регистр судоходства, 2018.
  • СНиП-2.06.04-89* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М.: Госстрой СССР, 1995.
  • СП 38.13330.2018 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М.: Минрегион России, 2018.
  • 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.
  • Шарапов, Д. А. Устойчивость каменной наброски к подвижкам льда методом КЭ / Д. А. Шарапов, А.С. Сумцова // Гидротехническое строительство. -2023. - T. 2. - C. 2-7.
  • Crawford R. J., Byfield M. P. A numerical model for predicting the bending strength of Larssen steel sheet piles // Journal of Constructional Steel Research. - 2002. - T. 58, № 10. - C. 1361-1374.
  • Шарапов, Д.А. Термодинамическая модель ледового воротника в гидротехническом строительстве / Д.А. Шарапов, Ю.С. Клочков // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2023. - T. 25. -№ 3 (113). - C. 107-113.
  • 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.
  • McGuinness M. Modelling Sea Ice Growth // Anziam Journal. - 2009. - T. 50, № 3. - C. 306-319.
  • Herut B., Starinsky A., Katz A., Bein A. The role of seawater freezing in the formation of subsurface brines // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1990. - T. 54. - C. 13-21.
  • Ushio S., Nishi K., Ueda J. Numerical errors in impurity transport calculations through the boundary of finite-area cells, and a new practical model to reduce such errors // Solid-State Electronics. - 1990. - T. 33, № 1. - C. 69-73.
  • March enko A. Thermodynamic consolidation and melting of sea ice ridges // Cold Regions Science and Technology. - 2008. - T. 52, № 3. - C. 278-301.
  • Ram P. K. The Dirac Delta Function and Delta Sequences // Mathematics in Science and Engineering / Ram P. K.Elsevier, 1983. - C. 1-19.
  • Stefan J. Uber die theorie der eisbildung, insbesondere uber die eisbildung in polarmeere // Ann. Phys. -1981. - T. 42 (2). - C. 269-186.
  • 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.
  • Actions from Ice on Arctic Offshore and coastal Structures: Student's Book for Institutes of Higher Education. / Loset S., Shkhinek K., Gudmestad O. T., Hoyland K. - St. Petersburg: Publisher "LAN", 2006.
  • Sharapov D., Shkhinek K. A method to determine the horizontal ice loads on the vertical steel structures which adfreeze to the ice level // Coastal Engineering. - 2014. - T. 88, № 0. - C. 69-74.
Еще
Статья научная