б,, /7 ’Па 
_ 
а,‚/? 
Рис. 13. Увеличение отношения
207|- 
ди; 
Анаметров контакта и зерна ‹1'(/1)
' 
и уменьшение контактного давле--
40% 
ния 
ок 
между ледяными зернами
доя 
СНега вследствие пластической
деформации зерен
700
47%
4072
/7 
27 
РУ 
770-4
подучаем формулу для определения диаметра щейки между педяными
зернами в виде
0,?5А а,. 
з
дк= (3 No Б_‚Зі\([ + В!)] 
. 
° 
| 
(2.20)
Выражая величину напряжения сжатия как отношение сжимаю--
щего усилия к площади контакта
#
° 
°к 
й
7 (і;
получаем окончательную формулу в виде
5 
== › м 
'
аЭ 
= 0,55 & NoО (1 + В,), 
(2.22)
На рис, 13 приведены результаты рассчитанных по формулам
(2.21) н (2,22) изменений величин диаметра контакта и контакт-
ного напряжения сжатия в снеге плотностью .р = 300 кг/м® после
приложения внешней нагрузки 
о = 6. 10‘‚З Па* (равной — давлению
снежного покрова толщиной 2 м), Для расчетов было принято: тем-
пература снега 
@ = —3°; зерна снега шарообразные диаметром О=.
= 1 мм; 
& =1,1-10-18 град/Па*.с; 
{ 
=1‚4-105с; а 
=1‚4-10'4с-1;
т= 640 см=3; 
No= 8.10-3 Н. Как видно из графика, размеры кон-
текта существенно увеличиваются в первые минуты после соприкосно-
вения зерен, 
а величина контактного давления соответственно быстро
уменьшается,
В данном случае мы рассмотрели рост шейки и уменьшение кон-
тактного давления только из-за пластической деформации зерен, В
реальных условиях необходимо учитывать, что наряду с механичес-
кими процессами сближения зерен происходит "спекание” ледяных
зерен н увеличение днаметра шейки за счет поверхностной и обьем-
ной диффузии, Сопоставление рассчитанных нами скоростей увеличе-
ния диаметра контакта за счет пластических деформаций с данными
В.Д, Кингери (Кіпвегу‚ 1960) о времени спекания ледяных сфер
* 
‚ 
2 
— 
`
1 Па = 1 Н/м” 
= 1,018:107° эГ/см?; 1 кГ/см? 
= 10°Па,
36 °
(приведены в главе 1 на стр. 23) показывает, что скорость 0б-
разования шейкн за счет диффузии может существенно превышать
скорость увеличения шейки из-за плдстических'цеформацнй кристал-
лов льда, Тем не менее следует учитывать, что именно пластичес-
кие деформации кристаллов льда приводят к перераспределению внут--
ренних напряжений и этим оказывают существенное влияние на от-
носительные смещения зерен, Напряжения в зернах в ледяных свя--
зях между ними и их перераспределение при пластических деформа--
циях 
интенсифицируют 
процессы 
изменения 
структуры 
зерен
снега. 
: 
°
При сжатии двух кристаллов граница между ними перемещается
в направлении от кристалла с большим модулем продольной упру-
гости к кристаллу с меньшим модулем (Иосида, 1966), Модуль
упругости в свою очередь зависит от угла между направлением сжа-
тия и главной осью кристалла, Максимальное значение модуля наб.-
людается при величине угла`около О°, т,е, при совпадении направ-
ления сжатия с осью кристалла, По мере увеличения угла модуль
упругости уменьшается, достигая минимального значения при угле
450‚ а затем несколько увеличивается и при угле 90° составля-
ет около 80% от максимального значения, Указанный угол опре-
деляет также величину требуемого сжимающего усилия и условия
возникновения внутренних перемещений частей кристалла по базис-
ным плоскостям, В результате этого из=за различий размеров и
ориентировки соседних кристаллов внутренние сдвиги в них возни-
кают не одновременно и имеют разную интенсивность, Граница меж-
ду кристаллами перемещается в сторону того из них, в котором
сдвиги возникают раньше, и в итоге такой кристалл может быть пол-
ностью поглощен менее деформируемым кристаллом,
-
Основные закономерности деформирования
и разрушения снега
Деформация снега складывается из суммы относительных переме--
щений ледяных зерен и деформации самих зерен и связей между ни-
ми, При этом часть связей может разрушаться и заменяться новы--
ми, а остальные могут претерпевать существенные изменения, Раз-
рушение снега связано с массовыми разрушениями связей между
зернами, образованием поверхностей разрушения и нарушением сплош-
ности массива снега,
Совместное действие различных механизмов деформирования снега
и разрушения связей между зернами приводит к большому разнооб-
разию скоростей и величин деформации снега и его прочностных ха-
рактеристик в зависимости от структуры, плотности и температуры
снега, условий деформирования, величин и времени действия нагру-
зок, Тем не менее можно проследить некоторые общие закономе--
рности, Рассмотрим 'их на примере одноосного сжатия образца сне-
га с возможностью бокового расширения,
37