【摘 要】
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在单轴循环加载和分级加载条件下,研究了南极夏季海冰力学特性.作者在中国第29 次南极科学考察期间,使用冰芯钻在南极中山站附近的平整冰层钻取获得力学试样冰芯.冰层厚度为154 cm,现场测量冰芯垂直剖面温度,并对冰芯分层取样测量海冰密度和盐度,以此得到完整的冰芯温度、盐度、密度剖面.结果显示海冰温度高于-1.8℃； 盐度在0.5-8 PSU 区间内,且表层盐度低,下层盐度高；密度为上层偏低,下层偏高
【机 构】
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大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024 中国极地研究中心,上海 200136
【出 处】
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第一届中国大地测量和地球物理学学术大会
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在单轴循环加载和分级加载条件下,研究了南极夏季海冰力学特性.作者在中国第29 次南极科学考察期间,使用冰芯钻在南极中山站附近的平整冰层钻取获得力学试样冰芯.冰层厚度为154 cm,现场测量冰芯垂直剖面温度,并对冰芯分层取样测量海冰密度和盐度,以此得到完整的冰芯温度、盐度、密度剖面.结果显示海冰温度高于-1.8℃； 盐度在0.5-8 PSU 区间内,且表层盐度低,下层盐度高；密度为上层偏低,下层偏高；表明海冰上层受太阳辐射和气温影响下融化明显.力学试样冰芯带回可移动式低温实验室进行切片分析,获得海冰晶体结构.根据海冰物理性质分析,对海冰冰芯样品加工.设计海冰循环加载和分级加载试验温度为-2.0℃,与实际海冰温度接近,能更好的反应夏季海冰的力学特性.海冰循环加载：应力加载速率控制在50-80KPa/s,当冰样最大受力达到2.5-3.5 MPa 时卸载到非受力状态,以此进行循环加载到冰样破坏.分析循环加载结果,发现前期应力-应变曲线呈线性关系,卸载时弹性变形量回弹.随着循环次数的增加,后期应力-应变曲线呈非线性关系,海冰存在塑性变形,卸载时塑性变形量无法回弹.海冰分级加载为了研究海冰的蠕变特性,加载条件为：相邻分级加载平台受力相差0.5 MPa,相邻分级加载平台的过度加载速率为30 KPa/s.结果表明在每级荷载作用下,海冰存在蠕变.前期低应力状态下,蠕变变形量相对较小；随着逐级加载应力变大,在后期高应力状态下,蠕变变形量明显,且在试样破坏前蠕变快速增大.通过海冰循环加载和分级加载试验研究获得了南极夏季海冰的力学特性,掌握海冰在不同加载条件的变形特性.
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