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Penetration Depth of Closely Spaced Water-free Crevasses

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

J. Weertman*
Affiliation:
Department of Materials Science and Engineering and Department of Geological Sciences, Northwestern University, Evanston, Illinois 60201, U.S.A.
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Abstract

An approximate, analytic solution is found for the profile of a water-free crevasse in a field of closely spaced crevasses. The depth of penetration of the crevasses into the glacier is found. If the fracture strength of ice is taken to be zero, the penetration depth is equal to the value found by Nye and is independent of the crevasse spacing. This conclusion is in disagreement with results reported recently by R.A. Smith. If the fracture strength of ice is taken to be finite, the penetration depth is reduced if the spacing between crevasses is reduced.

The results of the analysis can be applied to other crack problems. In particular, it can be applied to thermal, secondary cracking that it is hoped occurs when cooling fluid flows through the cracks created by hydraulic fracture for the purpose of extracting geothermal heat from hot, dry rock masses.

Résumé

Résumé

On donne une solution analytique du profil d'une crevasse dépourvue d'eau liquide dans un champ de crevasses rapprochées. On trouve la profondeur de pénétration de la crevasse dans le glacier. Si la limite de rupture de la glace est prise égale à zéro, la profondeur de pénétration est égale à la valeur trouvée par Nye et indépendante de l'espacement entre les crevasses. Cette conclusion est en désaccord avec les résultats récemment rapportés par R. A. Smith. Si la limite de rupture de la glace est prise à une valeur finie, la profondeur de pénétration est réduite lorsque l'espacement entre les crevasses est réduit.

Les résultats de l'analyse peuvent être appliqués à d'autres problèmes de fissuration. En particulier, on peut l'appliquer aux fissurations thermiques secondaires que l'on pense devoir se produire lorsqu'un fluide froid s'écoule à travers des fissures créées par rupture hydraulique dans le but d'extraire la chaleur géothermique à partir de masses rocheuses sèches et chaudes.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Das Profil einer wasserfreien Spalte in einem Feld eng benachbarter Spalten lässt sich angenähert berechnen. Daraus ergibt sich die Eindringtiefe der Spalten in das Gletschereis. Wenn die Bruchfestigkeit von Eis gleich Null gesetzt wird, ist die Eindringtiefe gleich dem von Nye gefundenen Wert und unabhängig vom Spaltenabstand, Dieser Schluss steht im Widerspruch zu Ergebnissen, die unlängst von R.A. Smith mitgeteilt wurden. Wenn die Bruchfestigkeit des Eises ungleich Null gesetzt wird, nimmt die Eindringtiefe mit verringertem Spaltenabstand ab.

Die Ergehnisse der Analyse lassen sich auf andere Bruchprobleme anwenden. Ein spezielles Anwendungsgebiet liegt in der thermischen, sekundären Rissbildung, die — so hofft man — dann eintritt, wenn Kühl-flüssigkeit durch Risse dringt, die durch hydraulischen Bruch zum Zwecke der Gewinnung der Erdwärme aus heissen, trockenen Felsmassen erzeugt wurden.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1977