прочность льда

ПРОЧНОСТЬ ЛЬДА

Предельная нагрузка, при которой лед разрушается. Разрушение льда происходит при превышении предела пластичности, т. е. при достижении предельных для него напряжений. Эти напряжения определяются пластичными и упругими деформациями льда и составляющих его кристаллов, перемещением и разрушением кристаллов, рекристаллизацией и восстановлением структур льда. П. л. в опытах и природе всегда ниже теоретической из-за структурных дефектов. П. л. повышается с понижением температуры и нелинейно растет с уменьшением скорости деформирования. Предел П. л. на сжатие имеет порядок 25-10⁵ Н/м². Это означает, что упругие деформации льда не могут превышать Ы0^-4 (модуль Юнга, соответствующий деформации в 5-10^-1, равен MO¹⁰ Н/м²). Предел П. л. на срез имеет порядок 6-10® Н/м², эта величина растет с понижением температуры на I °С приблизительно на 5 · 10⁴ Н/м². Предел прочности на разрыв имеет порядок (1 ч- 2) 10® Н/м², предел прочности на изгиб на 20— 30 % меньше из-за участия пластических деформаций.

Прочностные свойства поликристаллического льда более анизотропны, чем его упругие свойства. В зависимости от направлений напряжений они могут разниться в 2—3 раза. П. л. снижается на границах ориентированных кристаллов. Распадению ледяной массы на кристаллы и ее разрушению могут способствовать вибрационные нагрузки.

Прочность речного льда оценивается инженерными формулами. Простейшие таковы: P = Nkz²1100 для гусеничного и P = Nkz²/125 для колесного транспорта. Здесь P — доступная нагрузка (в т), z— толщина льда (в см), N — коэф. запаса прочности, назначаемый от 0,5 до 1,0, k — температурный коэф. Прочность морского льда ниже, чем пресноводного, она снижается с повышением температуры и увеличением солености льда.

_{А. Н. Кренке}