Неоднородность ледяных полей и ее учет при определении ледовых нагрузок на морские гидротехнические сооружения

• Автор: Фарафонов, Александр Эдуардович
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕДОВЫХ НАГРУЗОК НА ГТС И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МОРСКОГО ЛЬДА

1.1. Методы определения ледовых нагрузок.

1.2. Физикомеханические свойства морского льда

1.3. Назначение расчетных характеристик прочности льда для определения ледовых нагрузок.
1.4. Выводы

ГЛАВА 2. НЕОДНОРОДНОСТЬ ЛЕДЯНЫХ ПОЛЕЙ

2.1. Постановка задачи.

2.2. Проблемы определения прочностных свойств морского льда с учетом неоднородности ледяного покрова.
2.3 Выводы.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
НЕОДНОРОДНОСТИ ЛЕДЯНЫХ ПОЛЕЙ
3.1. Методика экспериментальных исследований.
3.2. Методика обработки результатов
3.3. Анализ результатов
3.4. Исследование пространственной неоднородности ледяного покрова по результатам испытаний других авторов.
3.5. Выводы.
ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАСЧЕТНЫХ
ЗНАЧЕНИЙ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕДЯНЫХ ПОЛЕЙ С УЧЕТОМ ПРОСТРАНСТВЕННОВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ.
4.1. Обоснование методики.
4.2. Методика отбора образцов.
4.3. Определение расчетного значения прочности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


На первоначальном этапе автором предлагается в качестве критерия влияния неоднородности использовать отношение средней прочности, определяемой как среднее арифметическое значение прочностей образцов, отобранных по всей площади предполагаемого участка разрушения ледяной плиты к максимальной прочности льда, из тех же образцов. В свете вышеизложенного, основной целью работы является выявление закономерности в изменении свойств ледяного покрова и экспериментальное подтверждение выдвинутой гипотезы о влиянии пространственной неоднородности на прочность ледяного покрова. В третьей главе описана разработанная автором методика экспериментальных исследований, позволяющая учитывать неоднородность распределения прочностных свойств ледяных полей, а также результаты и анализ натурных исследований автора, и анализ результатов натурных исследований других авторов. Приведено описание разработанной методики проведения натурного эксперимента, описание приборов, использованных при испытаниях. Сделана оценка ошибки, возникающей при измерениях. Приведена методика обработки результатов. На основе анализа испытаний, проведенных в , годах, при содействии кафедры машин и механизмов ДВГТУ, была разработана установка для зачистки ледяного покрова. Согласно полученным результатам наибольшее влияние неоднородности ледяного покрова в плане начинает проявляться на площадях более м2, и при дальнейшем увеличении размеров ледяного поля численное выражение неоднородности (коэффициент неоднородности) не изменяется. Для дополнительного подтверждения гипотезы о возможности учета пространственной неоднородности посредством одного коэффициента проведена обработка результатов испытаний, выполненных институтом «СахалинНИПИморнефть» в году. Анализ результатов показал, что тенденция понижения коэффициента пространственной неоднородности с увеличением площади разрушения сохраняется. В четвертой главе на основании теоретических исследований и анализа проведенных натурных экспериментов, изложены рекомендации по определению расчетных значений прочностных характеристик ледяных полей с учетом пространственно-временной изменчивости. Данные рекомендации рассматриваются как дополнение к существующим общепринятым методикам. Существенно дополнен раздел, посвященный отбору образцов в месте предполагаемого строительства. Кроме того, дополнительно предлагается определять коэффициент неоднородности ледяного покрова, понижающий величину расчетной прочности льда. Методы исследовании. Практическое значение работы. Результаты исследований могут быть использованы для совершенствования действующих нормативных документов в части определения ледовых нагрузок от ледяных полей и при проведении полевых испытаний. Разработанные рекомендации по определению ледовой нагрузки способствуют обоснованному снижению расчетных нагрузок на сооружения, что приводит к снижению их материалоемкости и стоимости. На защиту выносятся следующие основные результаты работы. Методика проведения полевых испытаний для исследования неоднородности прочностных свойств ледяного покрова морских акваторий. Рекомендации по учету пространственной неоднородности (в плане) прочностных свойств ледяного покрова при определении ледовой нагрузки. Рекомендации по определению расчетных значений прочности ледяного покрова. НИР: «Разработка теоретических основ формирования ледового режима морских акваторий и воздействия ледяных полей на береговую зону» (ГБ . Строительного института ДВГТУ по дисциплинам «Сооружения континентального шельфа», «Проблемы портового строительства на Дальнем Востоке», в курсовых и дипломных работах. Апробацш! Основные положения работы докладывались и представлялись: на международной конференции по шельфовым и полярным технологиям (Stavanger, Norvay, ), Международной конференции стран ATP АРАСЕ- (Dalian, China, ), Международном симпозиуме по проблемам Охотского моря и ледовым исследованиям (Mombetsu, Hokkaido, Japan, ), на международной конференции PACOMS- (Владивосток, г), на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ДВГТУ (- гг. АТР (,), на семинарах кафедры гидротехники ДВГТУ( -). Публикации. По теме диссертации опубликовано научных работ, в том числе 8 в иностранных изданиях (на английском языке). Исследования по теме диссертации содержатся в 4 научно-технических отчетах.