Испытание льда на одноосное сжатие
Отбор, изготовление и подготовка образцов к испытанию
Образцы льда отбираются из слоев ледяного поля так, чтобы их длинные оси были перпендикулярны направлению роста кристаллов; при этом 3.
Образцы льда изготавливаются в виде призм квадратного сечения или цилиндров круглого сечения с отношением высоты к ширине (диаметру), равным 2,5. Ширина образца должна не менее чем в 10 раз превышать средний поперечный размер кристалла, определяемый по данным кристаллографического исследования.
Отклонение размеров образцов от средних в серии не должно превышать ±1%. Образцы должны иметь гладкую ровную поверхность без трещин, сколов, раковин, заусенцев и других дефектов.
Цилиндрические образцы следует изготовлять на токарном станке, а призматические - на горизонтально-фрезерном станке.
Грани призматических образцов рекомендуется обрабатывать попарно двумя фрезами, установленными на одном валу с расстоянием между ними, равным ширине образца при обработке боковых граней, и с расстоянием, равным высоте образца при обработке опорных граней.
Перед испытанием образцы исследуемого слоя выдерживаются не менее чем 1 ч при температуре слоя , определяемой по опытным данным, а при их отсутствии - по расчетному распределению температуры внутри ледяного покрова.
Оборудование
Испытательные машины должны быть устроены по типу машин с управляемой скоростью деформации. Наибольшая создаваемая машиной нагрузка должна не менее чем в два раза превышать разрушающую нагрузку для испытываемых образцов.
Испытательные машины должны иметь автоматическую запись кривой "нагрузка - деформация" и обеспечивать измерение нагрузки с погрешностью не более ±5%.
Проведение испытаний
Образцы сжимаются вдоль длинных осей. Образцы исследуемого слоя испытываются при температуре и постоянной скорости деформации, принимаемой для пресноводного льда равной 3·10, с, а для морского льда - по таблице П.1.
Таблица П.1
Температура льда в -м слое , °С | -2 | -10 | -15 | -23 и ниже |
Значение 3·10, с | 0,5 | 1,5 | 2,0 | 3,0 |
Обработка результатов
Разрушающее напряжение (прочность на одноосное сжатие) для каждого образца , МПа, вычисляется по формуле
, (П.1)
где - разрушающая (пиковая) нагрузка для -го образца, определяемая по диаграмме "нагрузка - деформация", МН;
- площадь первоначального поперечного сечения образца, м.
За результат испытания серии образцов исследуемого слоя принимается величина .
где - среднее (арифметическое) значение параллельных определений прочности льда на одноосное сжатие, МПа, вычисляемое по формуле
, (П.2)