Изучение физических свойств льда в России и СССР (конец XIX в. — 1940 г.). Упругость и вязкость льда

В работе рассматривается история изучения в России и СССР (конец XIX в. — 1940 г.) таких характеристик льда, как упругость и вязкость. Для изучения этих важных характеристик требуется наличие специальной довольно точной аппаратуры, позволяющей измерять небольшие деформации. Это обстоятельство явилось серьезным препятствием для развития исследований. Первые в России исследования коэффициента внутреннего трения льда были выполнены Б.П. Вейнбергом на сконструированном и изготовленном им приборе. В ходе этих исследований были получены данные о вязкости льда, а также о его модуле сдвига. Эти исследования носили академический характер и не были обусловлены запросами практики. Примерно в это же время исследованиями упругих и вязких свойств ледяного покрова занялись специалисты по строительству и эксплуатации ледовых железнодорожных переправ. Их усилия были сконцентрированы на изучении прогибов льда под нагрузкой с помощью стандартных приборов, применявшихся на железнодорожном транспорте и в мостостроении. Лишь в 1920-х гг. необходимость в определении предела упругости возникла в связи с разработкой первых математических моделей работы железнодорожной переправы Б.Н. Сергеевым и С.А. Бернштейном. Ими предприняты попытки восстановления значения модуля упругости по данным измерения прогибов льда на переправах. В советский период изучение упругих и вязкостных свойств льда практически не проводилось. Наиболее интересные исследования были выполнены В.Н. Пинегиным в 1922–1925 гг. В конце 30-х гг. В.К. Маклашиным были поставлены опыты по определению коэффициента всестороннего сжатия льда. Однако его работа содержит большое количество существенных неточностей, которые вызывают некоторое недоверие к полученным результатам. Малое количество исследований в России упругости и вязкости льда может быть объяснено отсутствием практической потребности в этих данных.

1. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых тел. Ч. I. Малые деформации. М.: Наука; 1984. 600 с.

2. Barnes H.T. Ice formation. New York: John Wiley & sons. London: Chapman & Hall, Limited; 1906. 250 p.

3. Барнес Х. Ледотехника. Л.; М.: Государственное энергетическое издательство, 1934. 200 с.

4. Энциклопедический словарь. Т. 17. Култагой — Лед / Издатели: Ф. А. Брокгауз, И. А. Ефрон. СПб.: Типо-Литография И.А. Ефрона; 1896. 483 с.

5. Рынин Н.А. Ледорезы. СПб.: Типография Ю.Н. Эрлих, Садовая, № 9; 1903. 143 с.

6. Комаровский А.Н. Структура и физические свойства ледяного покрова пресных вод. Л.; М.: Государственное энергетическое издательство; 1932. 51 с.

7. Вейнберг Б.П. Лед. Свойства, возникновение и исчезновение льда. М.; Л.: Гос. изд. техн.теор. лит.; 1940. 524 с.

8. Супруненко Ю.П. Гляциология в Русском географическом обществе: к 170-летию РГО. Лед и снег. 2015;55(3):133–144. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-3-133-140

9. Вейнберг Б.П. О внутреннем трении льда. Гл. 1. Обзор работ по внутреннему трению твердых тел. Журнал Русского физико-химического общества. Физический отдел. 1907;38(3):186–224.

10. Вейнберг Б.П. Некоторые способы определения коэффициента внутреннего трения твердых тел: (предварительное сообщение). Журнал Русского физико-химического общества. Часть физическая. Отд. первый. 1904;36(2):47–48.

11. Вейнберг Б.П. О внутреннем трении льда. Гл. 2. Непосредственные определения коэффициента внутреннего трения льда. Журнал Русского физико-химического общества. 1907;38(4):250–281.

12. Weinberg B. Uber die innere Reibung des Eises. Annalen der Physik. 1905;18:81–91.

13. Вейнберг Б.П. Снег, иней, град, лед и ледники. Одесса:Тип. Банкоиздательства М. Шпенцера; 1909. 127 с.

14. Weinberg B. Uber die innere Reibung des Eises II. Annalen der Physik. 1907;22:321–332.

15. Вейнберг Б.П. О внутреннем трении льда. Гл. 3. Непосредственные определения коэффициента внутреннего трения ледникового льда. Журнал Русского физико-химического общества. 1907;38(5):289–328.

16. Даниленко П.Н., Дегтев С.Б. Эшелон выходит на лед. Ледовые переправы как способ строительства и восстановления железных дорог. Материально-техническое обеспечение ВС РФ. 2023;2:112–117.

17. Сазонов К.Е. Из истории ледовых железнодорожных переправ. Железнодорожный транспорт. 2024;1:49–54. Sazonov K.E. From the history of ice railway crossings. Jeleznodorojnii transport = Railway transport. 2024;1:49–54. (In Russ.)

18. Сергеев Б.Н. Устройство зимней переправы вагонов по льду и работа ледяного слоя под действием нагрузки. Ледяные переправы. 18-й сборник отдела инженерных исследований. М.: СССР: Транспечать НКПС; 1929. С. 5–35.

19. Фролов А.Н. Опыты над прочностью ледяного покрова р. Волги у Саратова. Вестник Саратовского отделения Императорского Русского технического общества. 1903;46:698–701.

20. Катанский В.П. Передача товарных вагонов по пути, уложенному по льду р. Волга у Саратова в зиму 1915–1916 годов, и производство наблюдения за влиянием нагрузки на состояние ледяного покрова. Железнодорожное дело. 1917;13/14:120–124.

21. Бернштейн С.А. Ледяная железнодорожная переправа. Ледяные переправы. 18-й сборник отдела инженерных исследований. М.: СССР–Транспечать НКПС; 1929. С. 36–82.

22. Некрасов С.Ф. Опытное обследование работы ледяного пути вагонной переправы через р. Волга у Саратова Саратовской мостоиспытательной станцией. Ледяные переправы. 18-й сборник отдела инженерных исследований. М.: СССР–Транспечать НКПС; 1929. С. 83–92.

23. Пинегин В.Н. Об изменении модуля упругости и коэффициента Пуассона у речного льда при сжатии. Наука и техника. Одесса. 1927;3–4:1–6.

24. Абрамов Н.М. Механические свойства льда. Известия Алексеевского Донского политехнического института в Новочеркасске. 1916;5(1):1–16.

25. Пинегин В.Н. Предварительное сообщение об исследовании прочности речного льда в связи с температурными изменениями. Сообщения о научно-технических работах в Республике. 1924;XII(12–14):1–2.

26. Тимонов В.Е. Примечания к русскому переводу. В кн.: Барнес Х. Ледотехника. Л.; М.: Государственное энергетическое издательство; 1934. С. 180–200.

27. Пинегин В.Н. Опытное исследование коэффициента Пуассона для чугуна. Известия Томского Технологического института Императора Николая II. 1908;11(3):1–67.

28. Цытович А.Н., Сумгин М.И. Основания механики мерзлых грунтов. М.; Л.: Изд. АН СССР; 1937. 432 с.

29. Маклашин В.К. Коэффициент всестороннего сжатия речного льда. Метеорология и гидрология. 1939;10–11:9–15.

30. Сазонов К.Е. Изучение физических свойств льда в России и СССР (конец XIX в. — 1940 г.). Плотность и пористость льда. Проблемы Арктики и Антарктики. 2023;69(4):501–518. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2023-69-4-501-518