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Experience with Shear Frames

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

R. Perla
Affiliation:
National Hydrology Research Institute, Environment Canada, Box 313, Canmore, Alberta T0L 0M0, Canada
T. M. H. Beck
Affiliation:
National Hydrology Research Institute, Environment Canada, Box 313, Canmore, Alberta T0L 0M0, Canada
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Abstract

The shear frame is a simple in situ device for indexing the shear strength of thin weak layers. The index is sensitive to shear-frame geometry, rate-of-pull, and shear-frame mass. It is time-consuming to carefully align the device on the Gleitschicht (shear failure plane) in a slab avalanche zone. The ratio shear frame index/shear stress of the Gleitschicht has a high variance, and may not be a fundamental measure of slab avalanche stability. Corrections for the normal stress on the Gleitschicht reduce the variance only slightly. Despite these limitations, the shear frame is a useful tool for gathering statistical data on strength distributions and anisotropies of the Gleitschicht until a more fundamental technique is developed.

Résumé

Résumé

La jauge à cisaillement est un simple appareil in situ pour indexer la résistance au cisaillement de niveaux faibles et minces. L’indice est sensible à la géométrie de la jauge, à cisaillement, à l’impulsion qu’on lui donne, et à la masse de la jauge. C’est une manoeuvre très longue que de placer avec soin l’appareil sur le “gleitschicht” (plan de rupture au cisaillement) dans une zone d’avalanche de plaque. Le rapport indice de cisaillement/effort de cisaillement sur le “gleitschicht” a une forte variabilité et ne peut constituer une mesure fondamentale de la stabilité des avalanches de plaques. Les corrections pour tenir compte de l’effort normal s’exerçant sur le “gleitschicht” ne réduit que peu cette variabilité. En dépit de ces limites, la jauge à cisaillement est un outil utile pour rassembler des données statistiques sur la distribution des efforts et les anisotropies du “gleitschicht” jusqu’à ce qu’on ait mis au point une méthode plus rationnelle.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Der Scher-Rahmen ist eine einfache Vorrichtung zur in situ-Feststellung der Scherfestigkeit dünner und schwacher Schichten. Die Anzeige reagiert auf die Geometrie des Rahmens, die Zugrate und die Rahmenmasse. Die sorgfältige Einpassung des Gerätes in die Gleitschicht einer Lawinenzone erfordert viel Zeit. Das Verhältnis zwischen Scherrahmen-Anzeige zur Scherspannung der Gleitschicht ist stark veränderlich und dürfte kein Grundmass für die Stabilität von Schneebrettern sein. Korrekturen wegen Normalspannung in der Gleitschicht verringern die Schwankungen nur wenig. Trotz dieser Einschränkungen ist der Scher-Rahmen ein brauchbares Mittel zur Gewinnung statistischer Daten über die Festigkeitsverteilung und die Anisotropien in der Gleitschicht, bis eine tiefergreifende Technik entwickelt wird.

Information

Type
Instruments and Methods
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1983
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Fig. 1. The shear frame and its alignment on the Gleitschicht.

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Fig. 2. Cross-slope and down-slope orientation of shear frame at crown of snow slab.

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Fig. 3. Typical data which show the increase in the shear frame index with normal load. Each data point is based on the average of five measurements on a layer of partially metamorphosed crystals ρ = 200 kg m−3.