冰上石笼自然沉排的冰热力学和力学理论及应用

为了有效实施冰上石笼的自然沉排,2020—2021年冬季在黄河什四份子弯道开展了现场试验.综合该冬季气象资料、石笼沉排周边冰面变形观测资料、实测冰厚资料以及以往冰力学成果,得到黄河什四份子石笼自然沉排试验期间的冰-水界面热通量9.06 W/m2和冰层长期载荷下承载力衰减系数0.08,构建包含冰厚、冰温和衰减时间的冰层承载力表达式.在此基础上,按照黄河冰上石笼自然沉排施工时间120 h计算,给出黄河宁蒙段无缺陷冰层和有缺陷冰层实施冰上石笼自然沉排的冰厚、气温组合安全分界条件,并建议含有气泡、泥沙和细小裂缝的小缺陷冰层,施工安全冰厚增加10％;当冰内裂缝深度超过冰厚50％或裂缝内有水流的大缺陷冰层,施工安全冰厚增加40％.