加载方向对海冰脆性破坏时单轴压缩强度的影响

加载方向对海冰脆性破坏时单轴压缩强度的影响

论文摘要

对渤海的柱状海冰开展了系统的现场单轴压缩试验。在试验过程中,分别采用垂直于(水平加载)/平行于(竖直加载)冰晶的两种加载方向。同时,通过改变加载速率的方式研究了应变速率对压缩强度的影响。在测试结果中,结合试样的应变、应力以及裂纹特征分析了脆性破坏模式下海冰单轴压缩强度特征。试验结果表明:平行于冰晶方向的加载强度约为垂直于冰晶方向强度的3倍,并且两种加载方向的海冰单轴压缩强度均随加载速率的提高而降低。破坏模式的分析表明:脆性破坏主要由裂纹的发展所主导。随着加载速率的提高,海冰的破坏过程由单次破碎向多次破碎转变从而弱化了压缩强度。由于裂纹更容易在晶界处发展,不同加载方向下的裂纹特征以及最终的破坏模式有所区别。水平加载下的破坏模式以剪切形式为主,而竖直加载时主要发生柱状冰晶的屈曲破坏。屈曲破坏更容易发生在冰晶内部而表现出较高的压缩强度,因此竖直压缩强度更高。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 海冰单轴压缩强度的现场测试
  •   2.1 海冰试样的现场采集
  •   2.2 海冰单轴压缩强度的试验方法
  • 3 海冰脆性破坏时的单轴压缩强度
  •   3.1 海冰单轴压缩的应力-应变关系
  •   3.2 应变率对海冰压缩强度的影响
  • 4 不同加载方向下海冰单轴压缩时的脆性破坏特性
  •   4.1 不同加载方向下的海冰破坏模式
  •   4.2 不同加载方向下加载速率对海冰单轴压缩强度的影响
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 宋洪芳,隋俊鹏,刘煜,李子牛,王兆宇,陈海军,陈晓东

    关键词: 海冰,脆性破坏,加载方向,单轴压缩强度,现场试验

    来源: 海洋预报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 海洋学

    单位: 国家海洋环境预报中心,大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

    基金: 国家重点项目研究发展计划项目(2017YFF0206900),国家自然科学基金(41676189)

    分类号: P731.15;P75

    页码: 52-59

    总页数: 8

    文件大小: 4791K

    下载量: 55

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