Вступление

Вступление

Сборник «Лед и снег» под редакцией профессора Массачусетского технологического института У. Д. Кингери составлен по материалам Международной конференции, на которой обсуждались результаты исследований льда и снега. В статьях этого сборника, представленных крупными специалистами, рассматриваются проблемы и вопросы, связанные с составом и строением снега и льда, их свойствами, физико-механическими и физико-химическими процессами, протекающими в ледяном теле, разработкой и применением оригинальных методов исследования.

В русском переводе сборник несколько сокращен. При включении статей в сборник мы руководствовались следующими соображениями: новизной вопроса, рассматриваемого в статье; теоретическим, методическим и практическим значением освещаемого вопроса; целостностью тематической конструкции сборника.

Сборник «Лед и снег» состоит из шести разделов, посвященных различным направлениям в изучении льда и снега. В статьях раздела «Свойства льда» рассматриваются физико-механические свойства льда. В статье «Реология льда» Дж. Глен приводит данные о связи между текучестью льда и его температурой. При понижении отрицательной температуры на каждые 15°  коэффициент текучести снижается в 10 раз. Как правило, влияние температуры при разных напряжениях, меняющихся в широком диапазоне, проявляется одинаково.

Используя оригинальные методы исследования, Л. Голд получил интересные результаты, характеризующие специфику механизма деформации поликристаллического льда (статья «Механизм деформации льда»). Он приходит к выводу, что деформация зависит от кристаллографической ориентировки, конфигурации граней, характера приложенной нагрузки и направления ее действия.

Определению упругих свойств и изучению анизотропии строения льда посвящена статья Дж. Андерсена «Использование низкочастотных поверхностных волн для определения упругих и петрографических свойств ледяных масс». В этой работе находит развитие общая теория распространения упругой волны в анизотропных массах льда, плавающих в море или лежащих на поверхности земли. Наличие анизотропии в строении льда отражается на параметрах упругих волн, распространяющихся в ледяном теле. Это обстоятельство позволяет применить сейсмическую аппаратуру в качестве своеобразного «петрографического микроскопа» для определения суммарной ориентировки кристаллов льда в больших массивах. Автор применял эту методику при изучении структуры морских льдов. Поскольку ориентировка кристаллов зависит от течения ледника и нагрузки вышележащих слоев, применение сейсмического метода дает возможность косвенно судить о природе процесса течения и типах напряжений, возникающих в ледяном теле. В Советском Союзе работы такого типа проводил Ю. Дурынин под руководством автора настоящего предисловия; он изучал строение, состав, пористость, стратиграфию и упругие характеристики льда и снега, применял ультразвуковую аппаратуру. Дурыниным была установлена прямая зависимость между изменением объемного веса снега и льда и изменением средней скорости распространения продольной ультразвуковой волны. Прослеживается определенная аналогия, с одной стороны, между стратиграфическим изменением мгновенного сцепления снега и скоростью распространения продольной волны, направленной вдоль плоскости напластования и, с другой — (между изменением размеров снежных кристаллов по толщине и видимым периодом волны. Лабораторные исследования Дурынина показали, что ультразвуковой метод позволяет определять содержание жидкой фазы в снеге.

В статье Дж. Брауна «Упругость и прочность морского льда» приводятся данные, полученные в результате исследования распространения во льду упругих волн; эти данные характеризуют зависимость упругости и прочности льда от содержания в нем рассола. Понятие перераспределения напряжений, основанное на теории перфорированных пластин, дает возможность создать модель, имитирующую упругие и прочностные свойства неровного морского льда.

X. Пейтон в статье «Некоторые механические свойства морского льда» приводит данные о прочности морского льда в зависимости от скорости нагружения, солености, величины и формы кристаллов и температуры. Природе прочности морского льда для выработки рекомендаций строительства ледяного пути посвящена статья У. Кингери и Д. Френча «Поведение морского льда в предельно напряженном состоянии». Авторы обращают внимание на неоднородность состава и строения морского льда, от которой в значительной степени зависит прочность ледяного тела. При температуре, близкой к точке плавления, наличие пузырьков воздуха, кристаллов солей, ячеек с рассолом или межкристаллических жидких прослоек между кристаллами способствует быстрому разрыву льда. Если лед в зоне максимального напряжения однороден, возникает пластическая деформация и требуется более значительный период для разрушения.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.