《海洋工程环境》第7章海冰.ppt

第 7章 海冰 一、海冰 海冰是结构物设计控制载荷之一 我国渤海和黄海北部会有结冰现象 海冰观测：每天8时和14时 观测项目：海冰类别、表面特征、数量、大小、流冰的流向流速、固定冰的堆积程度、水文气象条件 二、海冰物理力学特性 海冰与结构物作用时，设计成海冰先破坏，所以海冰的极限强度决定海冰力的大小 海冰破坏形式：与自身物理力学特性有关 与结构形式与构件布置有关 海冰水平挤压力是主要作用形式，作用强度最大，相应的发生挤压破坏 水平挤压力计算公式：（8－9）～（8－18） H建议值: 辽东湾H=1.0m 渤海湾H=0.8m 莱州湾H=0.7m 黄海北部H=0.8m 措施： 减小结构迎冰接触面积，利于碎冰块顺利流经结构 改变桩柱间距，使结构物前出现碎冰堆积 （2）弯曲作用 结构与海冰接触部分设计成斜面迎冰，使海冰发生弯曲破坏，减小海冰作用力 分解成水平作用力和垂直作用力的计算公式：（8－21）～（8－25） 锥体倾斜（与水平面交角） 20°～70 °发生弯曲破坏 工程应用中，桩腿与水平面交角 <70 °，认为冰发生弯曲破坏。 否则，认为冰发生水平挤压破坏 考 试 时间：4月14日 10：00－12：00 地点：3教103 带计算器等 * 挤压破坏 弯曲破坏 剪切破坏 屈曲破坏 …… 海冰垂直作用于结构物上，产生海冰挤压力，超过海冰最大抗压强度时海冰破坏，相应的破坏形式称挤压破坏。 与其他海冰的强度相比较，海冰抗压强度最大，因而对平台的挤压力使平台受力最大。 温度越低， ?c 越强 盐水泡相对体积越小， ?c 越强 实验测?c 时， 测得的?c 与实验加载速率有关 ?c 各向异性 抗压强度?c : 海冰沿斜面上爬受弯破坏，相应的破坏形式称弯曲破坏。 抗弯强度?f 最小，因此海冰最 容易在受弯时破坏。 ?f ≈1/3 ?c 对结构物的作用亦最小，所以与海冰接触的桩腿部分设计成锥体结构，使海冰尽量发生弯曲破坏，有效减小海冰作用 温度越低， ?f 越强 盐水体积越小， ?f 越强 抗弯强度?f : 压缩弹性模量E ：0.8～2.6GPa 弯曲弹性模量E ：0.2～0.8GPa 泊松比：约0.3 弹性模量E，泊松比 三、海冰静冰力（1）水平挤压力 * * * * *