尺寸效应对海冰压缩强度的影响

资林钦，王国军，王帅飞，李书兴，张大勇，岳前进

(大连理工大学 海洋科学与技术学院,辽宁 盘锦 124221)

在风、浪、流等环境因素的作用下，浮冰在海上漂移，当遇到结构物或者船舶时会对它们施以作用力。历史上，渤海和黄海北部的海冰曾对海岸和近海工程结构物、船舶航行等构成严重威胁。海冰灾害的发生会导致海上石油平台无法正常工作，甚至部分钻井平台直接被海冰推倒，海洋油气生产作业受到一定影响。从《2010年海洋灾害公报》中获知，2010年渤海海冰灾害造成山东省海水养殖业直接经济损失25.58亿元。第一产业的间接损失为31.656亿元；第二产业的间接损失值为10.550亿元，其中，化学工业以及石油加工业受损较为严重，这与海冰灾害造成海上石油平台停产及海上交通运输受阻有很大关系；第三产业的间接损失值为2.671亿元，其中交通运输及仓储业的损失值为0.921亿元，这是由于2010年渤海海冰冰情严重，沿岸港口和海湾巷道大封冻所造成的[1]。

海冰与结构物相互作用发生破坏最多的形式为挤压破坏。同时，由于海冰材料为脆性材料，主要承受压力，所以挤压破坏是产生最大冰荷载的破坏形式。海冰的压缩强度是重要的力学指标，极限单轴压缩强度是一个典型的冰设计强度指标，以往对渤海海冰的单轴压缩强度也做了大量试验研究[2-4]，发现冰内部组构、温度和加载方向、加载速度(加载位移速率)等因素差异造成不同年度、不同地点的冰单轴压缩强度既符合一定规律，又有一定程度的差异。……