HYT 047-2016 工程海冰技術(shù)規(guī)范

中華人民共和國(guó)海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工程海冰技術(shù)規(guī)范2016-11-07發(fā)布前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 44.1工程海冰條件的確定 44.2冰荷載 54.3工程海冰及環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取 54.4工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立 55工程海冰條件的確定 55.1海冰環(huán)境參數(shù) 55.2海冰特征參數(shù) 65.3海冰物理參數(shù) 85.4海冰力學(xué)參數(shù) 6冰荷載 6.1總體要求 6.2總靜冰力 6.3局部冰壓力 6.4動(dòng)冰力 7工程海冰及環(huán)境數(shù)據(jù)獲取 7.1海冰環(huán)境數(shù)據(jù) 7.2海冰特征數(shù)據(jù) 7.3海冰物理參數(shù)數(shù)據(jù) 7.4海冰力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù) 8工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立 218.1總體要求 8.2工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立原則 8.3工程海冰監(jiān)測(cè)內(nèi)容與技術(shù)要求 8.4海冰觀測(cè)數(shù)據(jù)管理 附錄A(資料性附錄)冰情等級(jí)的劃分依據(jù) 23附錄B(資料性附錄)工程海冰技術(shù)資料列表 24附錄C(資料性附錄)國(guó)內(nèi)有關(guān)的海冰單軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果 25附錄D(資料性附錄)多腿結(jié)構(gòu)的總冰力推薦計(jì)算方法 27附錄E(規(guī)范性附錄)海冰晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)方法 28附錄F(規(guī)范性附錄)海冰力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法 參考文獻(xiàn) I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T本標(biāo)準(zhǔn)代替HY/T本標(biāo)準(zhǔn)與HY/T1.1—2009給出的規(guī)則起草047—1999《工程海冰技術(shù)規(guī)范》。047—1999相比，除編輯性修改外主要技術(shù)變化如下：——修改了“范圍”中本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容(見(jiàn)第1章，1999年版第1章)——?jiǎng)h除了“冰情與海冰劃分”(見(jiàn)1999年版的5.1);——修改了“海冰特征參數(shù)”,修訂了單層平整冰厚度的計(jì)算方法(見(jiàn)5.2,1999年版的5.4);——修改了“海冰力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)確定”,將題目變更為“海冰力學(xué)參數(shù)”(見(jiàn)5.4,1999年版第6章):——修改了“摩擦系數(shù)”的計(jì)算方法(見(jiàn)5.4.8,1999年版的6.9)——?jiǎng)h除了“影響冰荷載的因素”(見(jiàn)1999年版的7.1);——修改了“冰荷載推薦做法”,將題目變更為“總靜冰力”(見(jiàn)6.2,1999年版的第7章);——增加了“限制準(zhǔn)則”(見(jiàn)6.2.1);——修改了“局部冰壓力”(見(jiàn)6.3,1999年版的7.5);——增加了“動(dòng)冰力”(見(jiàn)6.4);——修改了工程海冰及環(huán)境數(shù)據(jù)的觀測(cè)方法(見(jiàn)第7章，1999年版的5.2);——增加了“工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立”一章，明確了工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立原則、監(jiān)測(cè)內(nèi)容和技術(shù)要求、觀測(cè)數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容(見(jiàn)第8章);——增加了冰情等級(jí)的劃分依據(jù)(見(jiàn)附錄A);——增加了工程海冰技術(shù)資料列表(見(jiàn)附錄B):——增加了多腿結(jié)構(gòu)的總冰力推薦計(jì)算方法(見(jiàn)附錄D)——修改了海冰晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)方法(見(jiàn)附錄E,1999年版的附錄A)——修改了工程海冰力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法(見(jiàn)附錄F,1999年版的附錄B)。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家海洋局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC283)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、大連理工大學(xué)。本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：1工程海冰技術(shù)規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了確定工程海冰條件、計(jì)算冰荷載、獲取工程海冰及環(huán)境數(shù)據(jù)和建立工程海冰環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原則和技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于渤海和黃海北部冰區(qū)涉海工程海冰條件的觀測(cè)、測(cè)試與推算。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12763.2—2007海洋調(diào)查規(guī)范第2部分：海洋水文觀測(cè)GB/T14914—2006海濱觀測(cè)規(guī)范GB/T15920—2010海洋學(xué)術(shù)語(yǔ)物理海洋學(xué)GB/T19721.3海洋預(yù)報(bào)和警報(bào)發(fā)布第3部分：海冰預(yù)報(bào)和警報(bào)發(fā)布HY/T147.6—2013海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程第6部分：海洋水文、氣象與海冰SY/T10031—2000寒冷條件下結(jié)構(gòu)和海管規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造的推薦作法3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T15920—2010界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。所有在海上出現(xiàn)的冰統(tǒng)稱(chēng)海冰，除由海水直接凍結(jié)而成的冰外，它還包括來(lái)源于陸地的河冰、湖冰和冰川冰。固定冰fastice沿著海岸形成并與海岸牢固地凍結(jié)在一起的冰。[GB/T15920—2010,定義2.6.3]漂浮在海面上的冰。[GB/T15920—2010,定義2.6.5]23.2冰區(qū)固定冰區(qū)fasticezone存在沿岸冰、冰腳或擱淺冰的冰區(qū)，以及冰蓋不能隨風(fēng)和流漂流的冰區(qū)。過(guò)渡冰區(qū)transitionicezone固定冰和大塊浮冰之間的冰區(qū)，通常變化很大。它的寬度取決于季節(jié)和年度的變化，可以從數(shù)百米變化到數(shù)千米。浮冰區(qū)floeicezone在固定冰區(qū)和過(guò)渡冰區(qū)之外的冰區(qū)。整個(gè)冬季連續(xù)生長(zhǎng)、相對(duì)未受擾動(dòng)、平坦的一年平整冰，也包括斷裂的平整冰塊。平整冰levelice未受變形作用影響，冰面平整或冰塊邊緣僅有少量冰瘤及其他擠壓凍結(jié)痕跡的海冰。[GB/T15920—2010,定義2.6.28]重疊冰raftedice在動(dòng)力作用下，一層冰疊到另一層冰上形成的冰面較平坦的海冰。[GB/T15920—2010,定義2.6.29]堆積冰hummockedice任何原因形成的、堆積在一起，表面凹凸不平，融化時(shí)，外觀象光滑小丘的海冰。[GB/T15920—2010,定義2.6.27]冰脊seaiceridge碎冰在擠壓作用下形成的一排具有一定長(zhǎng)度的山脊?fàn)畹亩逊e冰。3.4冰期初冰日至終冰日的時(shí)間間隔。[GB/T15920—2010,定義2.6.43]3初冰期initialseaiceperiod初冰日至盛冰日的時(shí)間間隔。盛冰期middleseaiceperiod盛冰日至融冰日的時(shí)間間隔。融冰日至終冰日的時(shí)間間隔。3.5晶體結(jié)構(gòu)粒狀冰granularice在擾動(dòng)海面上最初生成的顆粒狀晶體結(jié)構(gòu)的海冰。懸浮在水中的針狀或薄片狀細(xì)小冰晶。在相對(duì)平靜條件生成的柱狀晶體結(jié)構(gòu)的海冰。其晶體的C軸都是在水平面內(nèi)隨機(jī)分布，A軸與冰表面垂直。非連續(xù)柱狀冰discontinuouscolumnarice在相對(duì)平靜條件生成的柱狀晶體結(jié)構(gòu)的海冰。在擾動(dòng)水面，由冰凌或雪作為晶核凍結(jié)形成的粒狀冰。又稱(chēng)P型冰。冰的粒徑從細(xì)粒(小于1mm)到中粒(1mm～5mm),C軸隨機(jī)分布。在溫度梯度大或小的原生冰層下形成的柱狀冰，長(zhǎng)軸平行生長(zhǎng)方向，粒徑隨深度增長(zhǎng)而增加。又稱(chēng)S型冰。C軸趨向在水平面各方向隨機(jī)分布或定向分布。粒狀冰堆積排水后形成的冰；或在原生冰之上，由積雪飽水后或飽水積雪在排水后凍結(jié)形成的冰。又稱(chēng)T型冰。冰密度在0.5g/cm3~0.9g/cm3之間。各種冰徑動(dòng)力破碎后，又固結(jié)形成的冰。又稱(chēng)R型冰。粒徑范圍從細(xì)粒到極粗粒(大于5mm),冰晶形狀各異。43.6海冰物理參數(shù)海冰孔隙率seaiceporosity海冰內(nèi)各種雜質(zhì)總體積與海冰總體積之比。當(dāng)冰內(nèi)氣泡、固體鹽的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鹽水體積時(shí)，可用鹽水體積代表海冰孔隙率。鹽水體積brinevolume海冰內(nèi)鹽水胞總體積與冰塊總體積之比。海冰溫度seaicetemperature固定冰冰層內(nèi)部的溫度。[GB/T15920—2010,定義2.6.42]海水結(jié)冰溫度seawaterfreezingtemperature海水初始冰晶生成時(shí)的溫度。單位體積海冰所包含的純冰、鹵水和固體鹽的總質(zhì)量。[GB/T15920—2010,定義2.6.40]海冰鹽度seaicesalinity海冰自然融化成液體后的海水鹽度。[GB/T15920—2010,定義2.6.41]工程海冰engineeringseaice為工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及運(yùn)行管理提供海冰學(xué)依據(jù)，主要內(nèi)容包括海冰觀測(cè)技術(shù)方法、冰情分析計(jì)算與預(yù)報(bào)以及海冰災(zāi)害分析與評(píng)估等。海冰工程seaiceengineering建立于有冰海域的工程結(jié)構(gòu)物、建筑物、設(shè)施與裝備工程的統(tǒng)稱(chēng)。4.1工程海冰條件的確定確定工程海冰條件是選擇工程結(jié)構(gòu)物所在海域的海冰環(huán)境條件、海冰特征參數(shù)、海冰物理參數(shù)、海冰力學(xué)參數(shù)和冰荷載的過(guò)程，以便可靠和經(jīng)濟(jì)地執(zhí)行工程預(yù)期的功能。各項(xiàng)海冰條件的確定值應(yīng)能保障工程設(shè)計(jì)達(dá)到安全水平。工程海冰條件包括：——海冰環(huán)境條件：根據(jù)影響海冰的生消運(yùn)動(dòng)過(guò)程的熱力和動(dòng)力要素，確定海冰環(huán)境條件中的氣象與水文要素。氣象要素主要包括氣溫和風(fēng)；水文要素主要包括海水鹽度、海水結(jié)冰溫度、海流和水深?！１卣鲄?shù)：根據(jù)海冰空間(區(qū)域)分布和時(shí)間變化，確定工程所在局部海域的海冰特征，結(jié)合可能引發(fā)工程風(fēng)險(xiǎn)的海冰類(lèi)型，確定起控制作用的特征冰型作為設(shè)計(jì)冰型的依據(jù)，確定特征5——海冰物理參數(shù)：海冰力學(xué)參數(shù)和冰荷載特征等取決于海冰晶體結(jié)構(gòu)、海冰溫度密度和雜質(zhì)。 —海冰力學(xué)參數(shù)：根據(jù)海冰與結(jié)構(gòu)物相互作用的特點(diǎn)，確定影響結(jié)構(gòu)物冰荷載的海冰力學(xué)性質(zhì)，給出各種特征冰型的力學(xué)參數(shù)。這些海冰力學(xué)參數(shù)包括壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、斷裂冰荷載是有冰海域工程結(jié)構(gòu)物的控制環(huán)境荷載。冰荷載的形式和大小取決于結(jié)構(gòu)類(lèi)型、海冰性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。按作用性質(zhì)分類(lèi)，冰荷載分為靜冰力和動(dòng)冰力；按結(jié)構(gòu)分析分類(lèi)，冰荷載分為總冰力和局部冰力。4.3工程海冰及環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取獲取工程海冰及環(huán)境數(shù)據(jù)是觀測(cè)工程結(jié)構(gòu)物所處局部海域的海冰環(huán)境數(shù)據(jù)、海冰特征、海冰物理和力學(xué)性質(zhì)等參數(shù)。4.4工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立建立工程海冰環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括確定沿海和海上工程所處局部海域海冰監(jiān)測(cè)的建站原則、監(jiān)測(cè)內(nèi)容及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的記錄與管理方法。5工程海冰條件的確定5.1海冰環(huán)境參數(shù)氣溫要素的選取應(yīng)根據(jù)計(jì)算海冰參數(shù)的需要來(lái)確定，主要包括：a)累計(jì)負(fù)氣溫冬季冰增長(zhǎng)期累計(jì)的日平均氣溫。在實(shí)測(cè)平整冰厚度年最大值數(shù)據(jù)過(guò)短情況下，應(yīng)考慮利用長(zhǎng)系列的冬季冰厚增長(zhǎng)期累計(jì)的日平均氣溫推算歷年冰厚最大值。按照b)極端最低氣溫概率分布采用概率統(tǒng)計(jì)的方法分析歷年寒潮極端最低氣溫，確定不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)最低氣溫。歷年寒潮極端最低氣溫和平均最低氣溫是推算海冰設(shè)計(jì)冰溫(或強(qiáng)度)的重要因素。應(yīng)符合5.2.2.la)的規(guī)定。應(yīng)根據(jù)特定位置的調(diào)查結(jié)果或海區(qū)的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)給出工程所處局部冰區(qū)的風(fēng)速風(fēng)向，以確定平均風(fēng)速和風(fēng)向分布、最多風(fēng)向及其風(fēng)速以及最大風(fēng)速及其風(fēng)向。應(yīng)根據(jù)特定位置的調(diào)查結(jié)果或海區(qū)溫、鹽圖集數(shù)據(jù)給出工程所處局部冰區(qū)的海水鹽度。6Tw=-0.0137-0.051990S-0.00007225S2-0.0007 具體工程的設(shè)計(jì)冰型應(yīng)根據(jù)可能對(duì)該類(lèi)工程構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的海冰類(lèi)型和工程所處海域海冰特征進(jìn)行7工程所處局部海域特征冰型應(yīng)按固定冰區(qū)、過(guò)渡冰區(qū)和浮冰區(qū)進(jìn)行劃分。遼東灣和黃海北部要考慮固定冰區(qū)、過(guò)渡冰區(qū)和浮冰區(qū)的特征冰型；渤海灣和萊州灣要考慮固定冰區(qū)和浮冰區(qū)的特征冰型。三種冰區(qū)的特征冰型分別為：——固定冰區(qū)：起控制作用的特征冰型應(yīng)包括平整冰或堆積冰?！^(guò)渡冰區(qū)：在有冰脊存在的海區(qū)，起控制作用的特征冰型應(yīng)包括固結(jié)冰脊或未固結(jié)冰脊?！”鶇^(qū)：起控制作用的特征冰型應(yīng)包括重疊冰或堆積冰。根據(jù)在工程點(diǎn)或鄰近觀測(cè)站點(diǎn)的實(shí)際觀測(cè)結(jié)果確定初冰期、盛冰期和融冰期。5.2.2冰特征尺度計(jì)算5.2.2.1單層平整冰厚度結(jié)構(gòu)物所在海區(qū)的單層平整冰設(shè)計(jì)厚度應(yīng)以海冰觀測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)的單層平整冰厚度年最大值數(shù)據(jù)為依據(jù)并計(jì)算其概率分布。在實(shí)測(cè)冰厚數(shù)據(jù)過(guò)短情況下，可由鄰近氣象觀測(cè)站點(diǎn)實(shí)測(cè)的長(zhǎng)系列歷年氣溫?cái)?shù)據(jù)推算出歷年冰厚數(shù)據(jù)并計(jì)算其概率分布。其中，海冰觀測(cè)站點(diǎn)包括沿海海冰觀測(cè)站、沿海和海上工程站點(diǎn)；氣象觀測(cè)站點(diǎn)包括沿海海洋觀測(cè)站和氣象站、沿海和海上工程站點(diǎn)。單層平整冰厚度的兩種計(jì)算方法為：a)實(shí)測(cè)冰厚的概率分布根據(jù)結(jié)構(gòu)物所在海域?qū)崪y(cè)的歷年單層平整冰厚度年最大值數(shù)據(jù)，宜按皮爾遜(Pearson)Ⅲ型曲線推算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)厚度。在數(shù)據(jù)序列較短情況下，可根據(jù)數(shù)據(jù)間的變差關(guān)系，優(yōu)化選用龔倍爾(Gumbel)曲線或威布爾(Weibull)曲線、對(duì)數(shù)正態(tài)分布推算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)厚度。b)由氣溫推算的冰厚概率分布在實(shí)測(cè)單層平整冰厚年最大值數(shù)據(jù)過(guò)短情況下，可根據(jù)建立在熱力學(xué)原理上的單層平整冰厚度計(jì)算公式由結(jié)構(gòu)物所在海域已知的負(fù)氣溫系列數(shù)據(jù)推算出對(duì)應(yīng)的冰厚系列數(shù)據(jù)，見(jiàn)式(2),并按5.2.2.1a)計(jì)算平整冰設(shè)計(jì)厚度的概率分布。推算歷年平整冰厚度應(yīng)按式(2)計(jì)算：H=α[(FDD-3TDD)-K]I/2 (2)式中：H——平整冰厚度，單位為cm;FDD——在冰厚增長(zhǎng)期內(nèi)-2℃以下的累計(jì)凍冰度日，單位為℃·d;TDD——在冰厚增長(zhǎng)期內(nèi)0℃以上的累計(jì)融冰度日，單位為℃·d;K——初生冰出現(xiàn)時(shí)所需的凍冰度日，單位為℃·d。式(2)中的α、K值取決于各冰區(qū)單層平整冰厚度數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，渤海α、K取值可參考表B.1。5.2.2.2重疊冰設(shè)計(jì)厚度渤海各區(qū)重疊冰一般由2cm～10cm厚的單層冰多層重疊而成，多層重疊的層次隨冰厚增長(zhǎng)而減少。海上少見(jiàn)冰厚大于10cm的單層冰多層重疊現(xiàn)象。應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物所在特定位置的實(shí)測(cè)重疊冰厚度年最大值系列，推算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)厚度。在沒(méi)有實(shí)測(cè)的重疊冰厚度數(shù)據(jù)或?qū)崪y(cè)年最大值系列數(shù)據(jù)過(guò)短情況下，重疊冰的設(shè)計(jì)厚度可按平整8HY/T047—2016冰設(shè)計(jì)厚度的2.0倍設(shè)計(jì)。脊的帆高和龍骨深度之比可為1:3.3;遼東灣北部和東北部冰區(qū)的固結(jié)冰脊的固結(jié)層深度可假設(shè)為平整冰設(shè)計(jì)厚度。冰脊的其他參數(shù)可見(jiàn)圖2。4k (3)渤海和黃海北部的單層平整冰都可看作是柱狀冰(其晶體的C軸都是在水平面內(nèi)隨機(jī)分布，A軸工程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮海冰溫度對(duì)海冰力學(xué)參數(shù)的影響。在寒潮最低氣溫持續(xù)期間，平整冰斷面的溫9度可用平均溫度作為其設(shè)計(jì)溫度。不同重現(xiàn)期的平整冰平均溫度(在假設(shè)無(wú)相變發(fā)生時(shí))可按式(4)計(jì)算：T;=(Tia+Tjw)/2 T;——海冰設(shè)計(jì)溫度，單位為℃;T——冰層上界面溫度，單位為℃;冰層上界面溫度T可按式(5)計(jì)算：Ta=Ta+K;(Tw-Ta)/α? (5)T——冰層上界面溫度，單位為℃;T?——不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)氣溫，單位為℃;K;——冰蓋傳熱系數(shù)，單位為kJ/(m2·h·℃);T——海水結(jié)冰溫度，單位為℃;冰層下界面溫度T;可按式(6)計(jì)算：Tiw=Tw-K;(Tw-Ta)/α?K;——冰蓋傳熱系數(shù)，單位為kJ/(m2·h·℃);T?——不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)氣溫，單位℃;a?——冰蓋底層放熱系數(shù)，可取522.5kJ/(m2冰蓋傳熱系數(shù)K;可按式(7)計(jì)算：K;——冰蓋傳熱系數(shù)，單位為kJ/(m2·h·℃);a?——冰蓋表層放熱系數(shù)，可取196.5kJ/(m2·h·℃);a?——冰蓋底層放熱系數(shù)，可取522.5kJ/(m2·h·℃).重疊冰溫度計(jì)算公式與平整冰相同，見(jiàn)5.3.2.1;重疊冰設(shè)計(jì)厚度按5.2.2.2確定。平整冰鹽度可按式(8)計(jì)算：S;=19.007H-0.38 (8)S;——平整冰的設(shè)計(jì)鹽度，無(wú)量綱量；重疊冰鹽度計(jì)算公式與平整冰相同，見(jiàn)5.3.3.1;重疊冰設(shè)計(jì)厚度按5.2.2.2確定。冰脊的龍骨設(shè)計(jì)鹽度可按平整冰底層鹽度計(jì)算式(9)計(jì)算： (9)S?——冰脊龍骨的設(shè)計(jì)鹽度，無(wú)量綱量；平整冰鹽水體積可按式(10)計(jì)算：vb=S;(0.532-49.185/ (10)v?——平整冰的鹽水體積，無(wú)量綱量；T;——海冰設(shè)計(jì)溫度，一般取-22.9對(duì)于平整冰，在冰溫大于一7.6℃時(shí)應(yīng)作為冰—鹵水二相系統(tǒng)處理，其設(shè)計(jì)密度可按式(11)計(jì)算：pn—冰內(nèi)鹵水密度，單位為g/cm3;vo——平整冰的鹽水體積，無(wú)量綱量。純冰的密度p;可按式(12)計(jì)算：p;=0.9168-0.00015冰內(nèi)鹵水密度分可按式(13)計(jì)算：pb=1+0.8/(1-54.11/T;)…………(13)pn——冰內(nèi)鹵水密度，單位為g/cm3;除整冰之外，其他冰型密度應(yīng)考慮冰內(nèi)空氣和海冰析出鹽分對(duì)海冰密度的影響，相對(duì)平整冰，重疊冰密度應(yīng)降低5%～15%,堆積冰和冰脊的密度應(yīng)降低15%～30%。b)加載方向垂直于冰面方向的加載強(qiáng)度。在有關(guān)的冰荷載計(jì)算中應(yīng)根據(jù)具體需求給出與其他方向的強(qiáng)é或應(yīng)力率ó表示。過(guò)渡區(qū)應(yīng)變率é范圍在10-4/s～10-3/s之間；對(duì)應(yīng)的應(yīng)力率ó范圍在 (14)d)鹽水體積 (15)o,=A+BT (16)T;——海冰設(shè)計(jì)溫度，取-15.0℃~-0.3℃。5.4.2壓縮強(qiáng)度a)平整冰單軸壓縮強(qiáng)度b)重疊冰單軸壓縮強(qiáng)度過(guò)渡冰區(qū)和浮冰區(qū)的重疊冰單軸壓縮強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按多層重疊冰(原生冰和次生冰型冰多層 (18)垂直方向單軸壓縮強(qiáng)度可取水平方向單軸壓縮強(qiáng)度的1.0堆積冰和冰脊水平方向單軸壓縮強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按有關(guān)層疊冰和集塊冰的試驗(yàn)結(jié)果取為a)平整冰彎曲強(qiáng)度b)重疊冰彎曲強(qiáng)度 (20) 5.4.5斷裂韌度E=5.32(1-0.077√vn)……各種類(lèi)型海冰作用于不同型式結(jié)構(gòu)物的冰荷載類(lèi)型及其計(jì)算方法應(yīng)符合表1的規(guī)定。對(duì)于沒(méi)有提表1冰荷載類(lèi)型及對(duì)應(yīng)的條款寬結(jié)構(gòu)窄結(jié)構(gòu)多腿AAAAAAAAAAANAA垂向彎曲NANN壓曲AAAAAAAA多腿結(jié)構(gòu)NNAAAAAAAAAAAAAAAAAA局部冰壓力AAAAA動(dòng)冰力NNAAA注：A表示對(duì)應(yīng)條款的計(jì)算方法適合于該類(lèi)型冰荷載；N表示對(duì)應(yīng)條款的計(jì)算方法不適合該類(lèi)型冰荷載；A(a)表示對(duì)于寬的斜面結(jié)構(gòu)，可仍按豎直面計(jì)算冰荷載。6.2總靜冰力6.2.1限制準(zhǔn)則在確定設(shè)計(jì)冰力過(guò)程中，宜考慮環(huán)境驅(qū)動(dòng)力限制、冰動(dòng)量限制和冰極限強(qiáng)度限制等三種限制準(zhǔn)則進(jìn)行冰力計(jì)算。6.2.2受環(huán)境驅(qū)動(dòng)力限制的荷載按照SY/T10031—2000中5.4.3的規(guī)定執(zhí)行。6.2.3受冰動(dòng)量限制的荷載按照SY/T10031—2000中5.4.5的規(guī)定執(zhí)行。6.2.4受冰極限強(qiáng)度限制的荷載6.2.4.1平整冰的擠壓荷載在常見(jiàn)的冰速范圍下，當(dāng)較大尺寸的海冰與較窄結(jié)構(gòu)相互作用，或結(jié)構(gòu)寬度(D)與冰厚(H)比值較小時(shí)，冰可產(chǎn)生擠壓破壞。平整冰的擠壓荷載計(jì)算可在以下2種方法中選?。篴)多系數(shù)公式冰在結(jié)構(gòu)前擠壓破壞時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的冰荷載，可按式(24)計(jì)算：F。=mlfcocDH (24)f.接觸系數(shù)；對(duì)圓形截面的結(jié)構(gòu)，嵌入系數(shù)I和接觸系數(shù)f.的乘積由經(jīng)驗(yàn)式(25)確定，If。If?=3.57H°.1/D0.5 (25)按照SY/T10031—2000中5.4.8的規(guī)定執(zhí)行。b)斜面結(jié)構(gòu)上冰的彎曲荷載面寬度的0.1倍。F?=K。H2σ (27)按照SY/T10031—2000中5.4.10的堵塞等因素。多腿結(jié)構(gòu)冰力的計(jì)算方法參見(jiàn)附錄D。若海冰與樁柱凍結(jié)，應(yīng)考慮水位升降時(shí)海冰對(duì)樁柱產(chǎn)生的豎向凍結(jié)荷載。柱樁間距等于或大于F=kH2σ (28)式中：表2式(28)中的系數(shù)k值1234k注：D對(duì)圓柱為直徑；對(duì)矩形截面樁腿為矩形邊長(zhǎng)乘積的幾何平均按照SY/T10031—2000中5.4.14的規(guī)定執(zhí)行。按照SY/T10031—2000中5.4.7的規(guī)定執(zhí)行。6.4動(dòng)冰力6.4.1直立結(jié)構(gòu)動(dòng)冰力直立結(jié)構(gòu)冰力應(yīng)考慮間歇性擠壓冰力、頻率鎖定冰力和連續(xù)脆性擠壓冰力三種，見(jiàn)圖3,其中t為會(huì)t圖3典型的直立結(jié)構(gòu)冰力說(shuō)明：圖4典型的間歇性擠壓冰力時(shí)程曲線6.4.1.3頻率鎖定冰力頻率鎖定冰力的簡(jiǎn)化計(jì)算模型見(jiàn)圖5。圖5典型的直立結(jié)構(gòu)自激冰力時(shí)程曲線連續(xù)脆性擠壓冰力發(fā)生在快冰速下(冰速大于0.1m/s),可使用功率譜方法進(jìn)行計(jì)算。錐體結(jié)構(gòu)動(dòng)冰力的簡(jiǎn)化計(jì)算模型為圖6。圖6典型的錐體結(jié)構(gòu)動(dòng)冰力時(shí)程曲線Fo,mem=Fmin+0.56(Fo.mx—FT=lb/t……風(fēng)數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006第11章的規(guī)定執(zhí)行?？諝鉁囟葦?shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006第13章的規(guī)定執(zhí)行。宜使用溫度計(jì)、溫濕度儀或自動(dòng)氣象站進(jìn)行觀測(cè)。自動(dòng)氣象站的使用應(yīng)符合HY/T147.6—2013第9章的要求。表層海水溫度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中第7章的規(guī)定執(zhí)行。宜使用數(shù)字測(cè)溫儀或溫鹽深儀進(jìn)行觀測(cè)。數(shù)字測(cè)溫儀的使用應(yīng)符合HY/T147.表層海水鹽度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中第8章的規(guī)定執(zhí)行。宜使用溫鹽深儀進(jìn)行觀測(cè)。溫鹽深儀的使用應(yīng)符合GB/T12763.2—2007中6.2.1的要求。海流數(shù)據(jù)的獲取按GB/T12763.1—2007中第7章的規(guī)定執(zhí)行。7.2海冰特征數(shù)據(jù)7.2.1冰型數(shù)據(jù)冰型數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.2的規(guī)定執(zhí)行。宜使用目測(cè)方法進(jìn)行觀測(cè)。7.2.2冰表面特征數(shù)據(jù)冰表面特征數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.3的規(guī)定執(zhí)行。宜使用目測(cè)方法進(jìn)行觀測(cè)。7.2.3浮冰冰狀和最大浮冰塊水平尺度數(shù)據(jù)浮冰冰狀和最大浮冰塊水平尺度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.4的規(guī)定執(zhí)行。最大浮冰塊水平尺度觀測(cè)宜使用激光測(cè)距儀，應(yīng)符合HY/T147.6—2013中10.3的要求。7.2.4浮冰漂流方向和速度數(shù)據(jù)浮冰漂流方向和速度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.6的規(guī)定執(zhí)行。宜使用激光測(cè)距儀或X波段雷達(dá)進(jìn)行觀測(cè)。激光測(cè)距儀的使用應(yīng)符合HY/T147.6—2013中10.3的要求；X波段雷達(dá)的使用應(yīng)符合HY/T147.6—2013中10.4的要求。7.2.5堆積量數(shù)據(jù)堆積量數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.7的規(guī)定執(zhí)行。7.2.6固定冰寬度數(shù)據(jù)固定冰寬度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.8的規(guī)定執(zhí)行。宜使用激光測(cè)距儀進(jìn)行觀測(cè)。激光測(cè)距儀的使用應(yīng)符合HY/T147.6—2013中10.3的要求。7.2.7海冰厚度數(shù)據(jù)海冰厚度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.9的規(guī)定執(zhí)行。7.3海冰物理參數(shù)數(shù)據(jù)7.3.1海冰晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)海冰晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的測(cè)定應(yīng)按附錄E給出的要求執(zhí)行。7.3.2海冰溫度數(shù)據(jù)海冰溫度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.10的規(guī)定執(zhí)行。宜使用數(shù)字測(cè)溫儀進(jìn)行觀測(cè)，數(shù)字測(cè)溫儀的使用應(yīng)符合HY/T147.6—2013中20.2的要求。7.3.3海冰鹽度和密度數(shù)據(jù)海冰鹽度和密度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按GB/T14914—2006中10.2.10的規(guī)定執(zhí)行。7.4海冰力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)7.4.1海冰單軸壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)海冰單軸壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按F.2給出的要求執(zhí)行。7.4.2海冰側(cè)限壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)海冰側(cè)限壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按F.3給出的要求執(zhí)行。7.4.3海冰彎曲強(qiáng)度數(shù)據(jù)海冰彎曲強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按F.4給出的要求執(zhí)行。7.4.4海冰剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)海冰剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲取按應(yīng)F.5給出的要求執(zhí)行。7.4.5海冰彈性模量與泊松比數(shù)據(jù)海冰彈性模量與泊松比數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按F.6給出的要求執(zhí)行。7.4.6海冰摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)海冰摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)按F.7給出的要求執(zhí)行。8工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立8.1總體要求處于冰區(qū)條件下的工程設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行需求，可建設(shè)完整可靠的工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，至少包括以下主要設(shè)施：——中心站：用于連續(xù)采集、處理和記錄海冰及環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)可接受和處理海冰觀測(cè)站/指標(biāo)站和相鄰工程監(jiān)測(cè)站等外部獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)需求機(jī)構(gòu)；——海冰環(huán)境要素觀測(cè)站：一般采用自動(dòng)氣象站連續(xù)監(jiān)測(cè)氣溫、風(fēng)速和風(fēng)向等氣象要素信息，實(shí)時(shí)向中心站傳輸數(shù)據(jù)；——海冰要素觀測(cè)站：在工程所在海域定期獲取冰厚、流冰方向與速度等海冰要素信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后發(fā)送到中心站，有條件的工程應(yīng)建設(shè)連續(xù)觀測(cè)站。8.2工程海冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立原則8.2.1沿海工程海冰監(jiān)測(cè)站建立原則以工程附近海域(以工程為中心30km范圍內(nèi))是否有常規(guī)海冰觀測(cè)站/指標(biāo)站，是否有同類(lèi)工程海冰監(jiān)測(cè)站，以及是否能以公開(kāi)方式獲取上述海冰觀測(cè)資料為判據(jù)，確定是否需要建立工程海冰監(jiān)測(cè)站以及海冰監(jiān)測(cè)站需要觀測(cè)的冰情要素。主要包括以下三種情況：——若工程附近海域有常規(guī)海冰觀測(cè)站/指標(biāo)站，且可以公開(kāi)方式獲取海冰觀測(cè)資料，則可直接應(yīng)用觀測(cè)站/指標(biāo)站觀測(cè)信息與資料；——若工程附近海域無(wú)常規(guī)海冰觀測(cè)站/指標(biāo)站，有同類(lèi)工程海冰監(jiān)測(cè)站，且可以公開(kāi)方式獲取海冰觀測(cè)資料，則可直接利用該海冰監(jiān)測(cè)站觀測(cè)信息與資料；——若工程附近海域無(wú)常規(guī)海冰觀測(cè)站/指標(biāo)站，也無(wú)同類(lèi)工程海冰監(jiān)測(cè)站，或無(wú)法以公開(kāi)方式獲取海冰觀測(cè)資料，則需要建立該工程的海冰監(jiān)測(cè)站，獲取所需的完整數(shù)據(jù)，并進(jìn)行規(guī)范化積累。8.2.2海上工程海冰監(jiān)測(cè)站建立原則以工程附近海域(以工程為中心30km范圍內(nèi))是否有同類(lèi)工程海冰監(jiān)測(cè)站，以及是否能以公開(kāi)方式獲取上述海冰觀測(cè)資料為判據(jù)，確定是否需要建立工程海冰監(jiān)測(cè)站以及海冰監(jiān)測(cè)站具體觀測(cè)海冰要素內(nèi)容。主要包括以下兩種情況：——若工程附近海域有同類(lèi)工程海冰監(jiān)測(cè)站，且可以公開(kāi)方式獲取海冰觀測(cè)資料，則可直接利用該海冰監(jiān)測(cè)站觀測(cè)信息與資料； 若工程附近海域無(wú)同類(lèi)工程海冰監(jiān)測(cè)站，或無(wú)法以公開(kāi)方式獲取海冰觀測(cè)資料，則需要建立該工程的海冰監(jiān)測(cè)站，獲取所需的完整數(shù)據(jù)，并進(jìn)行規(guī)范化數(shù)據(jù)記錄、報(bào)表記錄與數(shù)據(jù)管理。8.3工程海冰監(jiān)測(cè)內(nèi)容與技術(shù)要求海冰環(huán)境要素應(yīng)至少包括氣溫、風(fēng)速和風(fēng)向等環(huán)境要素。海冰要素應(yīng)對(duì)固定冰和浮冰分別進(jìn)行記錄：固定冰至少包括冰型、堆積量，應(yīng)分別符合7.的要求。浮冰至少包括冰型、浮冰平整冰厚度(若為重疊冰，重疊冰和單層平整冰厚度均需記錄)、海冰上述數(shù)據(jù)宜8:00～18:00每小時(shí)整點(diǎn)記錄。海冰環(huán)境要素應(yīng)至少包括氣溫、風(fēng)速和風(fēng)向等環(huán)境要素。海冰要素應(yīng)至少包括海冰類(lèi)型、浮冰平整冰厚度(若為重疊冰，重疊冰和單層平整冰厚度均需記上述數(shù)據(jù)宜8:00～18:00每小時(shí)整點(diǎn)記錄。每日生成工程海冰觀測(cè)報(bào)表，包括8.3中的具體觀測(cè)內(nèi)容，于次日晨(如早8:00)發(fā)送到工程安全管理相關(guān)部門(mén)。每年終冰日之后結(jié)束，對(duì)當(dāng)年工程海冰觀測(cè)站所獲取觀測(cè)數(shù)據(jù)和觀測(cè)報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，應(yīng)按GB/T14914—2006的規(guī)定執(zhí)行。(資料性附錄)冰情等級(jí)的劃分依據(jù)國(guó)家海洋局于1973年制定了《中國(guó)海冰情預(yù)報(bào)等級(jí)》1,共劃分為五個(gè)級(jí)別：輕冰年、偏輕年、常冰年、偏重年、重冰年。不同海區(qū)的冰情等級(jí)劃分依據(jù)有所差別，如表A.1中國(guó)海冰冰情預(yù)報(bào)等級(jí)。表A.1中國(guó)海冰冰情預(yù)報(bào)等級(jí)海區(qū)結(jié)冰范圍1(輕冰年)小于35小于15,最大30小于5小于10,最大20小于5小于10,最大20小于10小于10,最大202(偏輕年)15～25,最大4510～20,最大3510～15,最大3010～20,最大353(常冰年)15～25,最大454(偏重年)30～40,最大655(重冰年)大于125大于65大于35序葫蘆島23李桐魁[4]4李桐魁[4]56劉德輔[]遼東灣南區(qū)和北區(qū)7劉德輔[]葫蘆島和鲅魚(yú)圈海洋站(資料性附錄)國(guó)內(nèi)有關(guān)的海冰單軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果國(guó)內(nèi)歷年試驗(yàn)獲得的單軸壓縮強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)表C.1。幾種典型的統(tǒng)計(jì)圖見(jiàn)圖C.1～圖C.4。表C.1國(guó)內(nèi)歷年試驗(yàn)獲得的單軸壓縮強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式試驗(yàn)時(shí)間說(shuō)明大連灣擱淺冰晶體結(jié)構(gòu)為T(mén)型3～4個(gè)過(guò)渡層遼東灣東南沿岸某港區(qū)度；T;為試件溫度；S;為試件鹽度；v?為試件鹽水體積。℃(資料性附錄)F,=k,k,k;F?可認(rèn)為是樁腿數(shù)量n,對(duì)于典型的4樁腿結(jié)構(gòu)，k,取值范圍在3.0～3.5之間；k;考慮冰堵塞效應(yīng)的引入系數(shù)，當(dāng)樁腿間距L小于樁腿寬度w的4倍時(shí)考慮冰堵塞的可(規(guī)范性附錄)海冰晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)方法E.1技術(shù)要求E.1.1觀測(cè)要素晶體形狀，冰片方向(//或上),冰片位置，單晶(和整體)C軸方向，冰晶的粗粒徑尺寸(大于5mm)、中粒徑尺寸(1mm～5mm),冰晶數(shù)量和面積，雜質(zhì)與空隙的面積。E.1.2測(cè)量的單位和最大允許誤差海冰晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)要素的單位和最大允許誤差包括：——單晶C軸方向的單位為角度(°),最大允許誤差規(guī)定為±2°;——冰晶(粗、中)粒徑尺寸的單位為mm,最大允許誤差為±1mm;——冰晶數(shù)量的單位為個(gè)，最大允許誤差為士1個(gè)；——冰晶面積的單位為cm2;——雜質(zhì)與空隙面積的單位為cm2。E.1.3采樣原則現(xiàn)場(chǎng)采集晶體結(jié)構(gòu)試樣時(shí)，應(yīng)盡可能采集完整厚度的冰塊，并標(biāo)識(shí)測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)海冰的原始方位和方向。采樣后立即密封在一15℃以下溫度儲(chǔ)存。冰片取樣應(yīng)根據(jù)完整厚度冰塊的宏觀構(gòu)造，按冰塊構(gòu)造層次確定水平冰片取樣的位置和數(shù)量。垂直冰片應(yīng)在緊鄰水平冰片的側(cè)面取樣，可根據(jù)冰塊的厚度分成若干段。E.1.4冰片制作程序冰片制作程序包括：a)在冰蓋厚度斷面和冰蓋的水平面將其分別切割成面積約為60mm×60mm,厚約15mm的冰塊；b)用磨片機(jī)或其他光滑物將小冰塊觀測(cè)面磨平。用手掌或其他熱源將厚1.5mm的載物玻璃適當(dāng)加熱并快速將載物玻璃與冰塊緊壓在一起使其形成膠結(jié)；c)用刀片等物將載物玻璃上的冰塊刮至成約1mm的冰片；d)用細(xì)沙片或玻璃磚等物將粗加工成的冰片磨平并磨至0.4mm的厚度。薄冰片不能成楔形；e)在加工成的冰片上蓋上玻璃并貼上標(biāo)簽；f)在一15℃以下溫度儲(chǔ)存。E.2觀測(cè)方法冰柱垂直斷面晶體形狀的宏觀觀測(cè)可用肉眼測(cè)量或4軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(萊茲臺(tái)或費(fèi)氏臺(tái))進(jìn)行測(cè)量。冰片位置可用一般的直尺測(cè)量。C軸方向應(yīng)采用4軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行測(cè)定。冰晶粒徑尺寸、冰晶數(shù)量和面積、雜質(zhì)與空隙的面積可用旋轉(zhuǎn)臺(tái)配置數(shù)碼相機(jī)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照記錄，用計(jì)算尺或刻有計(jì)算網(wǎng)格的透明塑料蓋板作為標(biāo)尺，用于后續(xù)的測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析。單冰晶C軸測(cè)定程序如下：a)將4軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的兩個(gè)水平軸—南北軸(N-S)和東西軸(E-W)調(diào)到0°;b)選擇測(cè)量晶粒面并轉(zhuǎn)動(dòng)外直立軸(I-V)使晶粒至消光；c)轉(zhuǎn)(N-S)試驗(yàn)消光有無(wú)變化。如果消光變化，仍然恢復(fù)(N-S)到0°。轉(zhuǎn)(I-V)90°至另一個(gè)消光位置。再轉(zhuǎn)(N-S)驗(yàn)其是否消光。此時(shí)必見(jiàn)消光不變，說(shuō)明東西直立平面內(nèi)必包含C軸(光軸);d)轉(zhuǎn)外東西軸(O-E-Y)20°~30°(注意多少)或向南或向北，再轉(zhuǎn)(N-S)至消光位。此時(shí)它在東西方向或與鏡軸平行，C軸的傾角可在東西兩刻度弧上讀出；e)使驗(yàn)光軸在東西向或直立。轉(zhuǎn)(O-E-V)至任意一角度，在轉(zhuǎn)載物臺(tái)(MS)45°晶粒如仍然黑暗，此時(shí)C軸與物鏡軸平行，如果明亮，此時(shí)C軸垂直于物鏡軸，并且垂直于(N-S);f)記下(I-V)和(N-S)的讀數(shù)。有兩個(gè)特殊的方位不易測(cè)驗(yàn)，第一種是冰片的C軸大致平行于物鏡軸。(I-V)的轉(zhuǎn)動(dòng)，晶粒永遠(yuǎn)黑暗，按照g)～j)的規(guī)定執(zhí)行。第二種是冰片的C軸垂直于物鏡軸。經(jīng)過(guò)步c)的試驗(yàn)，(I-V)的不論在南北或東西位置總是消光，按照k)～1)的規(guī)定執(zhí)行；g)轉(zhuǎn)(N-S)使晶粒明亮為止；h)轉(zhuǎn)(I-V)恢復(fù)消光；i)(N-S)恢復(fù)原位，(I-V)不動(dòng)；j)免除a)～c)步驟，繼續(xù)d)～f)各步驟；k)晶粒轉(zhuǎn)至消光，不論C軸在南北或東西，轉(zhuǎn)外東西軸(O-E-V)任意角度；I)轉(zhuǎn)(N-S)。晶粒永遠(yuǎn)黑暗，則C軸在南北直立平面，是證明C軸原在南北水平。如果消光消E.3觀測(cè)記錄的整理海冰晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)效據(jù)的報(bào)表格式見(jiàn)表E.1。表E.1海冰晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)記錄表晶體形狀C軸方向/°(規(guī)范性附錄)海冰力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法F.1.1測(cè)試指標(biāo)海冰力學(xué)測(cè)試指標(biāo)主要包括：?jiǎn)屋S壓縮強(qiáng)度、側(cè)限壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、海冰摩擦系數(shù)。影響因素主要包括：晶體結(jié)構(gòu)、鹽水體積、溫度、密度、加載方向和加載速率，以及(影響海冰摩擦系數(shù)的)拖曳速度和正壓荷載。F.1.2采樣原則數(shù)據(jù)采樣應(yīng)有代表性。常規(guī)采樣冰型應(yīng)為平整冰、重疊冰。非常規(guī)采樣冰型應(yīng)包括工程海冰設(shè)計(jì)條件中涉及的各種冰型?，F(xiàn)場(chǎng)采集海冰強(qiáng)度試件時(shí)，應(yīng)測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)海冰的原始方位和方向。同時(shí)測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)海冰的厚度、溫度梯度和海水的溫度、鹽度；采集現(xiàn)場(chǎng)海冰鹽度梯度試樣和密度梯度試樣并進(jìn)行測(cè)定；可采集現(xiàn)場(chǎng)海冰境地結(jié)構(gòu)試樣并進(jìn)行測(cè)定。海冰強(qiáng)度試件的取樣，在冰層構(gòu)造復(fù)雜的情況下，水平方向強(qiáng)度試件應(yīng)分層取樣，采樣和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免試件產(chǎn)生初始微裂縫或破損。F.1.3試件形狀和尺度比例壓縮強(qiáng)度試件的形狀可為圓柱體或長(zhǎng)方體。其直徑或?qū)挾纫藶楸Я降?～10倍以上，高度宜為直徑或?qū)挾鹊?.5倍。三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度試件的形狀應(yīng)為長(zhǎng)方體，簡(jiǎn)支梁跨長(zhǎng)宜為試件高度的10倍。剪切強(qiáng)度試件的形狀可為正方體或長(zhǎng)方體，剪切面寬度宜為冰晶粒徑的5～10倍以上。F.1.4試件溫度各種強(qiáng)度試件的溫度系列應(yīng)為一3.0℃、一6.0℃、一9.0℃、-12.0℃和一15.0℃五種溫度。試件溫度的恒溫過(guò)程應(yīng)按高溫至低溫進(jìn)行，恒溫應(yīng)達(dá)12h以上，保證試件內(nèi)外溫度與試驗(yàn)溫度一致。F.1.5試件鹽度試件鹽度應(yīng)按試件恒溫系列分別采樣和測(cè)定。F.1.6試件晶體結(jié)構(gòu)可用原位冰柱晶體結(jié)構(gòu)觀測(cè)數(shù)據(jù)描述。F.1.7加載速率加載速率測(cè)試分析宜包括實(shí)際工程海冰條件下的加載速率，對(duì)每一種試件溫度進(jìn)行五個(gè)加載速率的試驗(yàn)，其中壓縮強(qiáng)度加載速率需特別關(guān)注韌脆破壞方式過(guò)渡區(qū)范圍，每個(gè)速率數(shù)據(jù)樣本應(yīng)具有足夠的保證率。加載速率可用應(yīng)變率或應(yīng)力率描述。F.1.8試件類(lèi)型根據(jù)海冰試件的加載方向和側(cè)限形式，將海冰試樣分為5種基本類(lèi)型：——水平試件的側(cè)限板垂直于冰蓋平面方向規(guī)定為(A型); 水平試件的側(cè)限板平行于冰蓋平面方向規(guī)定為(B型);——水平試件的無(wú)側(cè)限類(lèi)型規(guī)定為(C型);——垂直試件的側(cè)限類(lèi)型規(guī)定為(D型);——垂直試件的無(wú)側(cè)限類(lèi)型規(guī)定為(E型)。圖F.1海冰試件類(lèi)型F.2單軸壓縮強(qiáng)度測(cè)定F.2.1技術(shù)要求F.2.1.1觀測(cè)要素試件尺寸、試件類(lèi)型、軸向荷載、記錄時(shí)間、壓頭位移及試件的溫度、鹽度。其中，水平方向試樣類(lèi)型為C型；垂直方向試樣類(lèi)型為E型。F.2.1.2測(cè)量的單位和最大允許誤差單軸壓縮強(qiáng)度測(cè)量的單位和最大允許誤差包括： 試件尺寸的單位為mm,最大允許誤差規(guī)定為+1mm?！奢d的單位為N,最大允許誤差規(guī)定為±0.1N?！涗洉r(shí)間的單位為s,最大允許誤差規(guī)定為±1s?！獕侯^位移的單位為mm,最大允許誤差規(guī)定為±0.025mm?！虞d速率的單位為mm/s,最大允許誤差規(guī)定為±0.025mm/s?！嚰囟鹊膯挝粸椤?最大允許誤差規(guī)定為±0.5℃?！嚰}度最大允許誤差規(guī)定為±0.5。圓柱體試件尺寸可為(長(zhǎng))175mm×(直徑)70mm;棱柱體試件尺寸可為(長(zhǎng))175mm×(邊長(zhǎng))70mm×(邊長(zhǎng))70mm。海冰單軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在接近試件溫度的環(huán)境忽略的柔性材料或一張紙。加載速率通過(guò)壓力試驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)同時(shí)記錄時(shí)間、海冰單軸壓縮強(qiáng)度觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)報(bào)表的參考格式見(jiàn)表F.1?！鍲.3側(cè)限壓縮強(qiáng)度測(cè)定棱柱體試件尺寸可為(長(zhǎng))175mm×(邊長(zhǎng))70mm×(邊長(zhǎng))70mm。F.3.2觀測(cè)方法海冰側(cè)限壓縮強(qiáng)度觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)報(bào)表的參考格式見(jiàn)表F.2。℃F.4.1.2測(cè)量的單位和最大允許