李志军,董吉武

(大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024)

0 引 言

渤海和黄海北部海冰不仅能影响海上正常作业,而且能损毁舰船、石油平台等,危及人类的生命安全。自20世纪以来,渤海已发生过多次严重冰情。其中1969年的特大冰封造成了中国有记载以来最严重的一次冰灾。冰封期间,海冰摧毁了“海二井”石油平台,“海一井”也遭受严重破坏。2009～2010年冬季渤海冰情为最近30a同期最重,据不完全统计,仅山东省就遭受直接经济损失达22亿元[1]。类似问题同样存在于中国西北和东北的河流和水库等冰凌灾害中[2-3]。

冰荷载作为冰区结构物的控制荷载,一直是研究的重点,采用的研究方法主要有现场监测,实验室物理模拟,数值方法。海冰是一种由卤水、气泡、冰晶体等组成的混合物,物理和力学性质复杂,并且不同区域海冰的性质相差较大,很难建立精确计算冰作用力的数学模型,不得不开展大量现场原位调查研究[4]。因冰现场工作环境条件十分恶劣,费用较高,实验室物理模拟是国际上现行研究冰问题的良好手段之一。物理模拟技术在中国推广较晚,水工结构物上的冰凌问题最初由松辽委应用[5],天津大学于20世纪80年代建成了我国第一个小型冰池实验室,随后又建成了大型低温实验室,填补了我国在该领域的空白,并利用这些低温试验室开展了直立桩柱、直立墙,斜墙与海冰的相互作用过程模拟[6]。也模拟了流冰对水工结构的撞击力[7]。……