Распределение пористости неконсолидированной части киля торосов
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-44-59
Аннотация
Целью настоящей работы было исследование распределения пористости в торосах, т. к. эта информация может быть востребована при проведении расчетов ледовых нагрузок от воздействия торосов на гидротехнические сооружения. Пористость торосов определяется в результате обработки записей скорости термобурения. Рассмотрена неконсолидированная часть киля тороса как сыпучая среда и ее уплотнение под действием силы Архимеда. Распределения пористости неконсолидированной части киля в точках бурения выравнены и осреднены. Отсчет расстояния производится вверх, начиная от глубины максимальной осадки киля. Выявлено, что пористость экспоненциально убывает с расстоянием от края киля, а скорость убывания определяется начальной пористостью (на нижнем краю киля) и уплотняемостью битого льда киля. С вероятностью 90 % начальная пористость лежит в интервале 0,450 ± 0,125. С ростом расстояния от края киля кривые пористости, построенные для разных исследований, сходятся к довольно узкому диапазону значений. На расстоянии 12–14 м этот диапазон составляет 0,07…0,12. Обосновывается вывод, что уплотняемость киля в процессе торошения определяется прочностью торосящегося льда, которая, в свою очередь, определяется кристаллическим строением и средней температурой льда в момент торошения — чем теплее лед, тем уплотняемость выше.
Об авторе
В. В. Харитонов
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия
Россия
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Leppäranta M. The Drift of Sea Ice. 2nd ed. Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 350 p.
2. Грищенко В.Д. Морфометрические характеристики гряд торосов на льдах Арктического бассейна // Труды ААНИИ. 1988. Т. 401. С. 46–55.
3. Бородачев В.Е., Гаврило В.П., Казанский М.М. Словарь морских ледовых терминов. СПб.: Гидрометеоиздат, 1994. 128 с.
4. Астафьев В.Н., Сурков Г.А., Трусков П.А. Торосы и стамухи Охотского моря. СПб.: ПрессПогода, 1997. 208 с.
5. Høyland K.V. Consolidation of first-year sea ice ridges // Journal of the Geophysical Research. 2002. V. 107 (C6), P. 15-1–15-15. doi: 10.1029/2000JC000526.
6. Surkov G.A. Thickness of the consolidated layer in first-year hummocks // Proc. 16th Int. Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. Ottawa, Ontario, Canada. August 12–17, 2001. Ottawa, 2001. P. 245–252.
7. Surkov G.A. Internal Structure of First-Year Hummocks // Proc. of the 11th (2001) ISOPE. Stavanger, Norway. June 17–22, 2001. V. 1. P. 796–798.
8. Bonnemaire B., Høyland K.V., Liferov P., Moslet P.O. An ice ridge in the Barents Sea, part I: morphology and physical parameters in-situ // Proc. of the 17th Int. Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. Trondheim, Norway. June 16–19, 2003. Trondheim, 2003. V. 2. P. 559–568.
9. Андреев О.М. Влияние вертикальной неоднородности заполнения киля тороса на скорость его промерзания // Лед и снег. 2013. № 53 (2). С. 63–68.
10. Алексеев Ю.Н., Афанасьев В.П., Литонов О.Е., Мансуров М.Н., Панов В.В., Трусков П.А. Ледотехнические аспекты освоения морских месторождений нефти и газа / Под ред. О.Е. Литонова и В.В. Панова. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 360 с.
11. Болгов М.В., Красножон Г.Ф., Любушин А.А. Каспийское море: экстремальные гидрологические события / Под ред. Хубларяна М.Г. М.: Наука, 2007. 381 с.
12. Олейников А.И., Скачков М.Н. Модель уплотняемых сыпучих тел и некоторые ее приложения // Моделирование систем. 2011. № 4 (30). С. 48–57.
13. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра, 1998. 208 с.
14. Миронов Е.У., Порубаев В.С. Статистическая модель морфометрии гряды тороса в юго-западной части Карского моря // Проблемы Арктики и Антарктики. 2011. № 3 (89). С. 49–61.
15. Shestov A.S., Marchenko A.V. The consolidation of saline ice blocks in water of varying freezing points: Laboratory experiments and computer simulations // Cold Reg. Sci. Technol. 2016. V. 122. P. 71–79.
16. Shestov A.S., Marchenko A.V. Thermodynamic consolidation of ice ridge keels in water at varying freezing points // Cold Reg. Sci. Technol. 2016. V. 121. P. 1–10.
17. Høyland K.V. Morphology and small-scale strength of ridges in the North-western Barents Sea // Cold Reg. Sci. Technol. 2007. V. 48. P. 169–187.
18. Rahli O., Tadrist L., Blanc R. Experimental analysis of the porosity of randomly packed rigid fibers // Comptes Rendus de l’Académie des Sciences. Series IIB — Mechanics-Physics-Astronomy. 1999. V. 327 (8). P. 725–729.
19. Boton M., Azéma E., Estrada N., Radjai F., Lizcano A. Quasistatic rheology and microstructural description of sheared granular materials composed of platy particles // Physical Review E87, American Physical Society. 2013. V. 87 (3) P. 1–15.
20. Новые материалы в технике / Под ред. Тростянской Е.Б., Колачева Б.А., Сильвестровича С.И. и др. М.: Химия, 1964. 656 с.
21. Борисенко Н.И. Инструментальные твердые сплавы: Лабораторный практикум. М., 2009. 174 с.
22. Телешев В.И., Ватин Н.И., Марчук А.Н., Комаринский М.В. Производство гидротехнических работ. Ч. 1. Общие вопросы строительства. Земляные и бетонные работы: Учебник для вузов. М.: Издательство АСВ, 2012. 488 с.
23. Богородский В.В., Гаврило В.П. Лед: Физические свойства. Современные методы гляциологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 384 с.
24. Ervik Å., Høyland K.V., Shestov A., Nord T.S. On the decay of first-year ice ridges: Measurements and evolution of rubble macroporosity, ridge drilling resistance and consolidated layer strength // Cold Reg. Sci. Technol. 2018. V. 151. P. 196–207.
25. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 464 с.
26. Johnston M. A decade of probing the depths of thick multi-year ice to measure its borehole strength // Cold Reg. Sci. Technol. 2014. V. 99. P. 46–65.
27. Гайцхоки Б.Я., Спицын В.А. Некоторые результаты измерения температуры льда на дрейфующей станции «Северный полюс-13ф» // Труды ААНИИ. 1970. Т. 295. С. 154–158.
28. Perovich D.K., Elder B.C. Temporal evolution of Arctic sea-ice temperature // Annals of Glaciology. 2001. V. 33. № 1. P. 207–211.
Рецензия
Для цитирования:
Харитонов В.В. Распределение пористости неконсолидированной части киля торосов. Проблемы Арктики и Антарктики. 2021;67(1):44-59. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-44-59
For citation:
Kharitonov V.V. Trends in porosity сhanges of the unconsolidated part of ice ridge keel. Arctic and Antarctic Research. 2021;67(1):44-59. (In Russ.) https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-44-59
Просмотров: 353
Послать статью по эл. почте 
