1、冰作為水的固體形態(tài)，在自然界廣泛存在。對于高緯度地區(qū)和國家來講，冰是各類水利工程設計和運行管理必須考慮的自然因素。冰的單軸壓縮強度，作為冰力學試驗中的關鍵力學參數(shù)，是各類涉冰結構物設計時的必要依據。同時，冰的單軸壓縮強度又是一項受多種因素影響的復雜參數(shù)，包括冰本身的晶體結構、氣泡含量和形態(tài)，環(huán)境溫度條件，甚至試驗時采用的方法、冰試樣加工的差異，都會不同程度地影響單軸壓縮強度。作為冰的基本力學性質，開展對冰單軸壓縮強度的試驗研究，不僅可以

2、直接應用于工程的防冰、抗冰設計，更有助于揭示冰的本質規(guī)律，具有重要的理論和實際應用價值。
　　為研究冰的單軸壓縮強度同有關影響因素的關系，本文于2011年12月從哈爾濱某水塘內取得天然淡水冰，先進行氣泡、晶體結構調查，包括取得冰樣斷面觀測氣泡分布和形態(tài)，使用費氏臺在偏光鏡下觀測晶體結構，確定晶體類型和大小。調查后，制定、修改試驗計劃，針對冰的單軸壓縮強度同加載方向、加載位移速度和試樣尺寸等因素，在-10℃冰樣溫度條件下，加工了截面

3、尺寸為5×5 cm2，7×7 cm2，8.5×8.5 cm2，10×10 cm2和12×12 cm2，長軸方向為截面邊長2.5倍的5種尺寸長方柱試樣，進行了平行冰面和垂直冰面2種不同加載方向，位移速度0.0072 mm/min～387 mm/min范圍共計25種組合的385次單軸壓縮強度試驗，獲得了375個試樣的有效試驗數(shù)據。
　　在將每組試驗結果繪制成單軸壓縮強度與應變速率關系圖后發(fā)現(xiàn):每組試樣隨加載位移速度的增加，冰樣的極限破

4、壞應力（強度）增加，達到一定值后，隨加載位移速度增加而減小;對應的冰樣破壞形式多樣，也由裂縫較少的塑性變形破壞，裂縫較多的的鼓脹、劈裂形式韌性破壞，到快速加載時才能看到的帶有斜切面和臺階狀破壞面的脆性破壞、粉碎性破壞，不同破壞形式與加載速率關系密切。再對峰值單軸壓縮強度和各項參數(shù)進行匯總后，可以看出，對冰樣在不同方向上加載時，冰樣垂直冰面方向的加載強度明顯大于平行冰面方向的加載強度，約為1.87～2.40倍，各向異性特點明顯;試樣的尺寸

5、也會影響到單軸壓縮強度值的大小，表現(xiàn)為試樣相對尺寸小時，其強度相對大，但當截面面積大于49 cm2時，水平加載和垂直加載試樣的峰值強度變化都不大，反映出IAHR所建議的單軸壓縮強度試驗的標準試樣尺寸7×7×17.5 cm3，對于東北水庫和水塘的淡水冰單軸壓縮強度試樣是適用的;氣泡的影響通過試樣密度來反映，隨密度增加，峰值壓縮強度增加，且在垂直試樣上變化更為明顯;對峰值壓縮強度、加載截面積和孔隙率建立散點關系圖，通過簡單統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)三者具有良