1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Лёд и Снег
  4. T. 63, № 2, 2023

Лёд и Снег, 2023, T. 63, № 2, стр. 302-312

Исследования тёртого льда (обзор)

К. Е. Сазонов 1, 2, *

1 Крыловский научный центр
Санкт-Петербург, Россия

2 Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: kirsaz@rambler.ru

Поступила в редакцию 28.12.2022
После доработки 02.03.2023
Принята к публикации 31.03.2023

Аннотация

В обзоре рассмотрены основные направления исследований тёртого льда. Основное внимание уделено морфометрическим особенностям тёртого льда в каналах, изучению пористости и прочностных свойств тёртого льда как сыпучей среды, а также процессам формирования консолидированного слоя. Описаны эксперименты по определению свойств тёртого льда в ледовых бассейнах – это новое направление в исследованиях. Сформулированы некоторые не решенные проблемы.

Ключевые слова: тёртый лёд, консолидированный слой, пористость, прочность, канал

Список литературы

  1. Андреев О.М., Гудошников Ю.П., Виноградов Р.А., Клячкин С.В. Ледовые каналы как лимитирующий фактор при проектировании терминалов отгрузки углеводородов в прибрежной зоне арктических морей // Науч.-технич. сб. “Вести газовой науки”. 2019. № 2 (39). С. 46–52.

  2. Астафьев В.Н., Сурков Г.А., Трусков П.А. Торосы и стамухи Охотского моря. СПб: “Прогресс-Погода”, 1997. 197 с.

  3. Сазонов К.Е. К вопросу о пористости киля тороса (по поводу статьи В.В. Харитонова) // Проблемы Арктики и Антарктики. 2021. Т. 67. № 1. С. 60–66. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-60-66

  4. Сазонов К.Е. Движение судов в тёртых льдах: результаты исследований // Проблемы Арктики и Антарктики. 2021. Т. 67. № 4. С. 406–424. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-4-406-424

  5. Сазонов К.Е. Тёртый лёд – рукотворная проблема морской ледотехники. // Природа. 2022. № 3. С. 15–26.

  6. Смирнов А.П., Майнагашев Б.С., Голохвастов В.А., Соколов Б.М. Безопасность плавания во льдах. М.: Транспорт, 1993. 335 с

  7. Харитонов В.В. Распределение пористости неконсолидированной части киля торосов // Проблемы Арктики и Антарктики. 2021. Т. 67. № 1. С. 44–59. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-44-59

  8. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1973. 280 с.

  9. Astrup O.S. Experimental Investigations of Ice Rubble: Shear Box and Pile Testing. Master Thesis. Norwegian University of Science and Technology. 2012. 145 p.

  10. Astrup O.S., Helgøy H., Høyland K.V. Laboratory work  on freeze-bonds in ice rubble, part III: shear box experiments // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_090.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  11. Bonath V., Zhaka V., Sand B. Field measurements on the behavior of brash ice // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2019/pdf/POAC19-106.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  12. Boroojerdi M.T., Bailey E., Taylor R.S. Experimental study of the effect of submersion time on the strength development of freeze bonds // Cold Regions Science and Technology. 2020. V. 172. 102986. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2020.103120

  13. Bridges R. Geometric Model on the Evolution of Brash Ice Channels // Proc. of the Thirtieth (2020) Intern. Ocean and Polar Engineering Conf. Shanghai, China, 2020. P. 617–621.

  14. Bridges R., Riska K., Haase A. Experimental Tests on  the  Consolidation of Broken and Brash Ice // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2019/pdf/POAC19-144.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  15. Bridges R., Riska K., Suominen M., Haase A. Experimental Tests on Brash Ice Channel Development // Proc. of the Thirtieth Intern. Ocean and Polar Engineering Conf. Shanghai, China, 2020. P. 639–643.

  16. Carstens T. Maintaining an Ice-Free Harbor by Pumping of Warm Water // Proc. of the Fourth Intern. Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, Delft, St. Johns, Canada. 1977. V. 1. P. 347–357.

  17. Chomatas K. Development of Brash Ice Growth Models and Estimation of the Energy Needs to Manage Ice in the Yamal LNG port in Sabetta. Master of Science Case Study. Delft University of Technology. 2015. 202 p.

  18. Coche E., Kalinin A. Yamal LNG: Challenges of an  LNG  port in Arctic // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_172.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  19. Eranti E. Penttinen M., Rekonen T. Extending the Ice Navigation Season in the Saimaa Canal // Proc. 7th Int. POAC Conf. Helsinki, Finland. 1983. P. 494–504.

  20. Ettema R., Huang H.P. Ice Formation in Frequently Transited Navigation Channels. CRREL Special Report 90–40. 1990. 120 p.

  21. Ettema R., Urroz-Aguirre G.E. Friction and cohesion in ice rubble reviewed // Cold Regions Engineering. 1991. V. 12. P. 317–326.

  22. Helgøy H., Astrup O.S., Høyland K.V. Laboratory work on freeze-bonds in ice rubble, part I: experimental set-up, ice-properties and freeze-bond texture // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_125.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  23. Helgøy H., Astrup O.S., Høyland K.V. Laboratory work on freeze-bonds in ice rubble, part II: results from individual freeze-bond experiments // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_126.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  24. Kannari P. Measurements of characteristics and propulsion performance of a ship in old ice-clogged channels // Proc. of the 7nd Intern. Conf. on Port and Ocean Engineering in Arctic Conditions, POAC–83, Espoo, Finland. 1983. V. 2. P. 600–619.

  25. Karulin E.B., Karulina M.M., Tarovik O.V. Analytical Investigation of Navigation Channel Evolution in Severe Ice Conditions // Электронный ресурс. https://www.researchgate.net/publication/326190461_Analytical_Investigation_of_Navigation_Channel_Evolution_in_Severe_Ice_Conditions. Дата обращения 01.03.2023

  26. Krupina N., Chernov A., Likhomanov V., Maksimova P., Savitskaya A. The ice tank study of ice perfor- mance  of  a large LNGC in the old channel // Электронный    ресурс. https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_023.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  27. Liferov P., Bonnemaire B. Ice rubble behaviour and strength: Part I. Review of testing and interpretation of results // Cold Regions Science Technology. 2005. 41 (2). P. 135–151. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2004.10.001

  28. Loset S., Shkhinek K.N., Gudmestad O.T., Hoyland K.V. Actions from Ice on Arctic Offshore and Coastal Structures. St. Petersburg: Publusher “Lan”, 2006. 272 p.

  29. Marchenko A., Chenot C. Regelation of ice blocks in the water and the air // Proc. of the 20th Intern. Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. Lulea. Sweden. 2009. V. 1. P. 543–554.

  30. Matala R. Investigation of model-scale brash ice properties // Ocean Engineering. 2021. V. 225. 108539. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108539

  31. Matala R., Skogström T. Soil mechanics measurement methods applied in model brash ice // Proc. of the 25th Intern. Conf. on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. Delft, The Netherlands, 2019. P. 53–65.

  32. Mellor M. Ship resistance in thick brash ice // Cold Regions Science Technology. 1980. V. 3 № 4. P. 305–321.

  33. Montenegro Cabrera I. Smoothed particle hydrodynamics modeling of brash ice. Master Thesis. University of Rostock. 2017. 94 p.

  34. Nortala-Hoikkanen A. Development of brash ice in channels navigated by ship // Proc. of the 15th Intern. Conf. on Port and Ocean Engineering in Arctic Conditions, POAC-99, Espoo, Finland. 1999. V. 2. P. 620–630.

  35. Palmer A., Croasdale K. Arctic Offshore Engineering. World Scientific Publ. 2013. 357 p.

  36. Pan H., Eranti E. Applicability of Air Bubbler Lines for Ice Control in Harbours // China Ocean Engineering. 2007. V. 21. №. 2. P. 215–224.

  37. Pan H., Eranti E. Flow and heat transfer simulations for the design of the Helsinki Vuosaari harbour ice control system // Cold Regions Science and Technology. 2009. № 55 P. 304–310. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2008.09.001

  38. Patil A., Sand B., Fransson L., Bonath V., Cwirzen A. Simulation of brash ice behavior in the gulf of Bothnia using smoothed particle hydrodynamics formulation // Journ. of Cold Regions Engineering – ASCE. 2021. V. 35. № 2. 04021003. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CR.1943-5495.0000245

  39. Prasanna M. Numerical Simulation of Brash Ice. Master Thesis. University of Rostock. 2018. 92 p.

  40. Prasanna M., Wei M., Polojärvi А., Cole D.M. Breaka- ge  of  saline ice blocks in ice-to-ice contact // Электронный   ресурс. https://www.poac.com/Papers/2021/POAC21-065.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

  41. Prasanna M., Wei M., Polojärvi A., Cole D.M. Laboratory experiments on floating saline ice block breakage in ice-to-ice contact // Cold Regions Science and Technology 2021. V. 189. 103315.https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2021b.103315

  42. Riska K., Wilhelmson M., Englund K., Leiviska T. Performance of Merchant Vessels in the Baltic. Winter Navigation Research Board, Res. Rpt .1997. V. 52. 72 p.

  43. Riska K., Bridges R., Shumovskiy S., Thomas C., Coche E., Bonath V., Tobie A., Chomatas K., Caloba Duarte de Oliveira R. Brash ice growth model – development and validation. // Cold Regions Science and Technology. 2019. V. 157. P. 30–41. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.09.004

  44. Sandkvist J. Brash Ice Behavior in Frequented Ship Channels // University of Luleå. 1986. №. 139. 132 p.

  45. Sorsimo A., Nyman T., Heinonen J. Ship-ice interaction in a channel. Winter navigation research board. Helsinki, Finland. Research Report. 2016. №. 93. 22 p.

  46. Tuovinen P. The Size Distribution of Ice Blocks in a Broken Channel. Ship hydrodynamics laboratory, Helsinki University of Technology. Otaniemi, Espoo, 1979. 19 p.

  47. Zhaka V., Bonath V., Sand B., Cwirzen A. Physical and mechanical properties of ice from a refrozen ship channel ice in Bay of Bothnia // Электронный ресурс. https://sintef.brage.unit.no/sintefxmlui/bitstream/handle/11250/2716075/IAHR_2020_BS_Physical%2band%2bmechanical%2bproperties%2bof%2bice%2bfrom%2ba%2brefrozen%2bship%2bchannel%2bice%2bin%2bBay%2bof%2bBothnia.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Дата обращения: 01 03 2023

  48. Zhaka V., Bridges R., Riska K., Cwirzen A. Brash ice formation on a laboratory scale // Электронный ресурс. https://www.poac.com/Papers/2021/POAC21-086.pdf. Дата обращения: 01 03 2023

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Лёд и Снег

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал