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Material property and boundary condition effects on stresses in avalanche snow-packs

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

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Abstract

A linear elastic finite element computer program was applied to determine the stress distributions in multi-layered snow-packs typical of those found at Berthoud Pass, Colorado. The effect on stress distribution of wide variations in elastic material properties was examined. Also, an attempt was made to model the shear failure of a weak sub-layer in the snow-pack by relaxing the condition that the bottom snow layer be firmly attached to the ground.

Un programme pour calculateur à élément fini linéaire et élastique a été appliqué à la détermination de la distribution des contraintes dans un manteau neigeux à plusieurs couches, typiques de ceux rencontrés à Berthoud Pass, Colorado. Les effets sur la distribution des efforts des grosses variations dans les propriétés élastiques du matériau, ont fait l’objet d’examen. Ainsi, un essai a été fait de simuler la rupture au cisaillement d’un niveau fragile sous-jacent dans le manteau neigeux en abandonnant la condition que le niveau de base de la neige soit fermement fixé au sol.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Mit Hilfe eines Rechenprogrammes für linear-elaslische, finite Elemente wurden die Spannungs-verteilungen in mehrschichtigen Schneedecken, wie sie typisch am Berthoud Pass, Colorado, gefunden werden, bestimmt. Die Auswirkung auf die Spannungsverteilung wurde für einen grossen Variationsbereich der elastischen Materialeigenschafen untersucht. Darüber hinaus wurde versucht, durch Abschwächen der Forderung, dass die unterste Schneeschicht fest mit dem Boden verhaftet sein soll, das Scherversagen einer schwachen Unterschicht in der Schneedecke darzustellen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1974
Figure 0

Fig. 1. Schematic of a realistic snow-pack.

Figure 1

Table 1. Combinations of material properties used in computer analyses

Figure 2

Fig. 2. Principal stress magnitudes and directions in the crown region, base-line, v = 0.00.

Figure 3

Fig. 3. Principal Stress magnitudes and directions in the crown region, base line, v = 0.25.

Figure 4

Fig. 4. Principal stress magnitudes and directions in the crown region, base-line, v = 0.45.

Figure 5

Fig. 5. Shear strength of snow.

Figure 6

Fig. 6. Principal stresses in the crown region, base-line, v = 0.25.

Figure 7

Fig. 7. Principal stress magnitudes and directions in the crown region, simulated shear failure, v = 0.25.

Figure 8

Fig. 8. Principal stresses in the crown region, simulated sheaf failure, v = 0.25.