多晶冰微裂纹的开裂机理与扩展行为研究

开展了多晶冰的微裂纹开裂与扩展行为研究，研制了制作了控制冰晶尺寸与生长方向的柱状纯净冰（S2冰）的装置。在控温STM实验机上进行了三种方式加载实验。用切片法与CT扫描法测量了多晶微裂纹的开裂点与裂纹密度。建立了由裂纹密度与刚度变化的损伤因子。提出了冰韧脆转变是由裂纹尖端的位错与解理破坏的竞争机制。在基础研究基础上，开展了基于原型结构测量的冰荷载和基于局地观测的工程海冰模拟的工程应用基础研究。在国际上首次用实际结构证明了冰韧脆转变区将产生稳态振动，验证了低值冰荷载，提出了冰激直立结构与锥体作振动的冰力函数；对渤海海冰的热力与动力要素进行了精确的观测与分析，渤海海冰生长过程的断裂行为，提出了海冰断裂后的数值模型。