Магистерская диссертация на тему: Анализ учно-технической и патентной литературы указывает ограниченное количество открытых публикаций

Введение

Анализ научно-технической и патентной литературы указывает на ограниченное количество открытых публикаций по данной теме. Хотя и наша страна относится к пятерке "ледовых" стран, все же общее количество полновесных научных работ невелико. Согласно обзору 1 экспериментальных исследований значительно больше, чем теоретических. Экспериментальных работ по изучению поведения льда при взрывных нагрузках авторами не обнаружено. Однако не исключено, что ряд экспериментальных результатов содержится в научных отчетах американских научных лабораторий, доступ к которым ограничен. Следует отметить, что некоторые экспериментальные результаты не согласуются между собой из-за сложной природы льда. Среди экспериментальных работ доминируют исследования по низкоскоростному соударению, где лед выступает как в качестве ударника, так и преграды.

Классификация методов разрушения льда по способу воздействия

При анализе многообразия технических средств, предназначенных для борьбы с гололёдными явлениями, целесообразно объединить технические решения в группы по способу воздействия на разрушаемый лёд. В основе термического разрушения льда находится его способность к таянию по достижении им температуры плавления, но при этом вода способна при соответствующих условиях к повторному льдообразованию. Необходимо отметить, что тепловое воздействие на лёд является наиболее невыгодным с позиции энергозатрат. (На плавление льда для полного растопления 1 м3 его объёма за 1 час потребуется источник мощностью около 0,1 МВт 2, с. 135, что более чем в сто раз превышает энергию, достаточную для плавления металлов).

Оглавление

- Классификация методов разрушения льда по способу воздействия

- Механическое разрушение льда

- Режущие, фрезерующие и скалывающие средства

- Буровые средства

- Гидроструйные средства

- Взрывные средства

- Термическое разрушение льда

- Зачерняющие средства

- Пневматические и гидродинамические средства

- Паро-воздушные средства

- Газотермические средства

- Электротермические средства

- Химическое разрушение льда

- Электрофизическое разрушение льда

- Электроимпульсные средства

- Электрогидравлические средства

- Лучевые средства

- Электромагнитное поле, радиационное облучение, ультразвуковые волны

- Комбинированное разрушение льда

- Заключение 35

- Список литературы 37

- Патенты

Заключение

Разрушение льда, как и любого твёрдого тела, связано с понятием о его прочности - свойством материала в определённых условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать различные механические нагрузки и неравномерные воздействия физических полей.

Заторные опасные ледовые явления и обусловленные ими затопления местности широко распространены почти по всей территории Российской Федерации. Они происходят ежегодно и причиняют значительный материальный ущерб населению и экономике страны, особенно на реках азиатской и на севере европейской части России. Заторы - неотъемлемая часть жизни реки, природы, поэтому борьба с их возникновением является малоэффективной. Однако превентивные (предупредительные) меры могут быть эффективными и значительно смягчать последствия этих явлений.

Большое значение в снижении негативных последствий от катастрофических заторных наводнений на реках России имеют научно-исследовательские и производственно-экспериментальные работы по комплексному изучению водного, ледового и руслового режима рек, участков формирования заторов льда, динамики их образования и разрушения, разработки современных методов прогноза заторообразования, эффективных противозаторных мероприятий. Однако этим актуальным вопросом в нашей стране уделяется недостаточное внимание.

В последние годы практически прекратились изыскательские путевые работы на реках России, а также существенно сократились объемы дноуглубительных и русловыпрямительных работ.

Необходимо активизировать системные и целенаправленные научно-исследовательские и экспериментальные работы по комплексному изучению участков образования опасных заторов и их динамики, общего водного, ледового и руслового режимов рек страны по прогнозной оценке риска возникновения и развития ЧС, обусловленных заторо-зажорными наводнениями, исследования по предупреждению и регулированию заторообразования, а также по предотвращению и смягчению последствий связанных с ними ЧС.

Подведем итог вышерассмотренных методов.

Мы считаем, что самыми эффективными были и остаются механические способы разрушения льда. Мы считаем, что замена выполнения взрывных методов разрушения заторов льда методом подачи струями температурно-активированной воды на ледовое поле позволит избежать низкопредсказуемых взрывных работ с дроблением льда и забиванием ледяной шуги на следующем затороопасном участке, повысит эффективность выполнения превентивных мероприятий по ликвидации заторных наводнений. Накопленный опыт по горячей резке льда на затороопасных участках позволит в последующем сформировать специализированные установки для выполнения такого рода работы, в том числе с возможным применением на ледовых полях Северного морского пути.

Список литературы

1. Арбатский А. В., Войнич В. Г., Соломин Р. Г. Ручные виброударные инструменты для производства выморозочных работ // Труды НИИВТ. - 1977. - Вып. 126. - С. 57-62

2. Богородский В.В., Гаврило В.П., Недошивин О.А. (1987) Электрофизическое разрушение льда. В: Разрушение льда. Гляциология и четвертичная геология (серия книг), том 3. Спрингер, Дордрехт. https://doi.org/10.1007/978-94-009-3721-5_4

3. Гидроакустический буй для исследования мирового океана // Патент России N 2005114635. 2005 / Кулаков А.Ф., Костромитинов В.Г.

4. Гольдштейн Р.В., Епифанов В.П., Осипенко Н.М. Масштабный эффект при разрушении речного льда в условиях индентирования // Актуальные проблемы механики: Механика деформируемо го твердого тела / Отв. ред. Р.В. Гольдштейн. М.: Наука, 2009. С. 35-55.

5. Гомольсшй С.Г., Xpanambm Н.Г., ЦуnpuK В.Г. Исследования удара твердого тела о лёд. В кн.: "Ледотормические явления и их учет при возведении и эксплуатации гидроузлов и гидротехнических сооружений". Тр. совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1979, с. 73-77.

6. Епифанов В.П. Особенности контактного разрушения льда. Лёд и Снег. 2020;60(2):274-284. https://doi.org/10.31857/S2076673420020040

7. Кассир Г. А., Шперлинг В. И., Темников Е. М. и др. Новые физические методы разрушения минеральных сред. - М.: Недра, 1970. - 423 с

8. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. М.: Наука, 1989. 224 с.

9. Левицкий В. М. Средства для разрушения льда // Передовой опыт и новая техника. - 1979. - Вып. 4. - С. 57-69.

10. Лезин Д. Л. Ледокольные приставки // Труды НИИВТ. -1977. - Вып. 126. 3-15. 12.

11. Ленский В.А. и др. Плавучая ледостойкая: перспективная буровая платформа для Арктики. // Offshore [Russia]. 2016, №3(13). С. 52-54.

12. Мисник Ю. М., Некрасов Л. Б. Электромеханическое разрушение мёрзлых пород // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. - 1973. - № 5. - С. 27-30.

13. Наместников В. Д., Монзырев Н. П., Чураков Л. Я. Механизация сколки судов и караванов // Труды НИИВТ. - 1976. - Вып. 119. - С. 35-39.

14. Николаев А. Ф. Исследования и комплекс машин для разработки мёрзлых грунтов, льда и снега. - Горький, 1962. - 62 с

15. Плавучие полупогружные буровые установки: история, современность, перспективы. Аналитический обзор. - СПб.: ФГУП "Крыловский государственный научный центр", 2014, 212 с.

17. Хейст Д.Е., Лuхоманов В.А., Курдюмов В.А. Определение удельной энергии разрушения и контактных давлений при ударе твердого тела о лед. Труды FFYBB/ n/ 326/ К// Гидрометеоиздат. 1975. с.210-218.

18. Хейст Д.Е., Лuхоманов В.А. Экспериментальное определение удельной энергии механического дробления льда при ударе. - Проблемы Арктики и Антарктики. Вып. 41. Л.:Гидрометеоиздат, 1978/ - С. 55-61.

19. Цуприк Владимир Григорьевич О циклическом характере процесса разрушения морского льда при его ударном испытании жесткой сферой // ГИАБ. 2013. №4-10. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/о-tsiklicheskom-haraktere-protsessa-razrusheniya-morskogо-lda-pri-egо-udarnom-ispytanii-zhestkoy-sferoy (дата обращения: 06.11.2020).

20. Barnes Н.Т. Ice Engineering, Renouf, Montreal, 1928.

22. Bernal J.D., Fovler R.Н. А theory оf woter and ionic solution, with particular reference tо hydrogen hydroxyl ions/ J. Chem. Phys., 1, № 8, 515? 1933.

23. Kry, Р.R., "А Statistical Predictiоn оf Effective Ice Crushing Stresses оn Wide Structures" Proceedings IAHR Ice Symposium, Luleå, Sweden, 1978.

24. Патент RU 2 594 115 С1

25. Патент RU 2 373 331 С2

26. Патент RU 2252393

27. Патент RU 213 588

28. Патент RU 2245275 В63В 35/08

29. Патент RU 2 626 152 С1