加载方向对海冰脆性破坏时单轴压缩强度的影响 |
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引用本文: | 宋洪芳,隋俊鹏,刘煜,李子牛,王兆宇,陈海军,陈晓东.加载方向对海冰脆性破坏时单轴压缩强度的影响[J].海洋预报,2019,36(4). |
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作者姓名: | 宋洪芳 隋俊鹏 刘煜 李子牛 王兆宇 陈海军 陈晓东 |
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作者单位: | 营口市海洋环境预报站,辽宁营口,115007;国家海洋环境预报中心,北京,100081;辽宁省海洋预警监测中心,辽宁沈阳,110001;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连,116023 |
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基金项目: | 国家重点项目;国家自然科学基金 |
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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。
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关 键 词: | 海冰 脆性破坏 加载方向 单轴压缩强度 现场试验 |
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