Hostname: page-component-76d6cb85b7-xh428 Total loading time: 0 Render date: 2026-07-26T18:44:40.964Z Has data issue: false hasContentIssue false

The Longitudinal Stress and Strain-rate Gradients in Ice Masses

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

W.F. Budd*
Affiliation:
Antarctic Division, Department of Supply, 568 St Kilda Road, Melbourne, Victoria 3004, Australia
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Abstract

The fundamental equation for the longitudinal stress and strain-rate gradient For ice masses with small slope (Budd, (1968)) has been derived exactly for any slope by Nye (1969) who shows that by using a variable longitudinal axis inclination, parallel to the surface, this equation takes on its simplest form. However for the integration of this equation along the ice mass to obtain stress and strain-rates it is necessary to use a fixed axis direction. Here the equation is derived generally for a longitudinal axis of arbitrary inclination, from which the relation between the expressions for the fundamental equation with respect to any longitudinal axis inclination such as parallel to the surface, parallel to the base or horizontal is readily discerned.

An expression for the longitudinal strain-rate is derived to obtain the flow law from longitudinal stress and strain-rate measurements. A single “generalized viscosity function” is introduced to avoid the complication of both the power flow-law parameters varying with stress.

Résumé

Résumé

L. équation fondamentale de la contrainte longitudinale et du gradient de vitesse de déformation pour des masses de glace à faible pente (Budel, 1968) a été dérivée exactement pour chaque pente par Nye (1969). Ce dernier montre qu'en se servant d'un axe longitudinal d' inclinaison variable, parallèle à la surrace, cette équation prend sa plus simple expression. Cependant, pour l'intégration de cette equation le long de la masse de glace pour obtenir les vitesses des contraintes et des déformations, il est nécessaire de se servir d'une direction d'axe fixe. Ici l'équation est dérivée généralement pour un axe longitudinal d'inclinaison arbitraire, de laquelle est réellement distinguée la relation entre les expressions de l'equation fondamentale en tenant compte de toute inclinaison d'axe longitudinal telle que parallèle à la surrace, paralléle à la base ou horizontale, Une expression pour la vilesse de déformation longitudinale est dérivée pour obtenir la loi d'écoulement des measures de la contrainte longitudinale et de la vitesse de déformation. Une simple fonction de viscosité généralisée est introduite pour éviter la complication à la fois des paramètres de loi d'écoulement et de sa puissance variant avec la contrainte

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Fundamentalgleichung für den Gradienten der Längsspannung und der Deformationsgeschwindigkeit von Eismassen mit geringer Oberflächenneigung (Budd, 1968) wurde von Nye (1969) exaki für jede Neigung abgeleitet. Nye zeigt, dass bei Verwendung einer veränderlichen Inklination der Längsachse parallel zur Oberfläche, diese Gleichung ihre einfachste Form annimmt. Dennoch ist es notwendig, bei der Integration dieser Gleichung entlang der Eismasse zur Ermittlung der Spannung und Deformationsgesehwistdigkeit eine Feste Achsrichtung einzuführen. Hier wird die Gleichung generell für eine Längsachse von beliebiger Inklination aufgestellt, woraus die Beziehung zwischen den Ausdrücken für die Fundamentalgleichung mit Rücksicht auf irgendeine Achsneigung, wie etwa parallel zur Oberfläche, parallel zum Untergrund oder horizontal, leicht hergeleitet werden kann.

Ein Ausdruck für die Längsdeformationsgeschwindigkeit wird abgeleitet, um die aus dem Fliessgesetz folgende Beziehung aus Messungen der Längsspannung und der Deformationsgeschwindigkeit zu erhalten. Eine einzelne “generalisierte Viskositälsfunktion” wird eingeführt, um der Komplikation der beiden Parameter des exponentiellen Fliessgesetzes, die sich mit der Spannung ändern, zu begegnen.

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Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Author(s) 1970 
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Fig. 1. Coordinate system mid definition of quantities.