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Re-Evaluation of the Rammsonde Hardness Equation

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. W. Waterhouse*
Affiliation:
U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire, U.S.A.
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Abstract

Penetration tests in snow show that the Rammsonde number R as a measure of force resisting penetration may be in error by a factor of two depending on the ratio of hammer to probe weight and the coefficient of restitution. It is suggested that the Hiley pile driving formula is applicable to the problem and gives more accurate values for the force of penetration. This formula accounts for the influence of different hammer weights, is in agreement with the conservation laws to the first approximation, and has been in general use for some time as one of the best simple equations for determining the dynamic resistance of piles.

The Rammsonde equation is notable for its simplicity. The Hiley equation, using the same factors does not detract from this virtue. Further research is suggested to find ways of replacing the coefficient of restitution with more fundamental parameters in impact problems.

Résumé

Résumé

Des essais de pénétration dans la neige montrent que le nombre R de la sonde de battage, mesure de la force résistant à la pénétration, peut présenter une erreur d’un facteur deux dépendant du rapport du poids de battage à celui de l’échantillon et au coefficient de restitution. Il est suggéré que la formule de pénétration de Hiley est applicable au problème et donne de meilleures valeurs de la force de pénétration. Cette formule tient compte des différents poids de battage, est en accord avec les lois de conservation pour la première approximation et a été utilisée largement depuis un certain temps comme l’une des meilleures équations simples pour déterminer la résistance dynamique des pieux.

L’équation de la sonde de battage est notable pour sa simplicité. La formule de Hiley, qui utilise les mémes facteurs, ne déroge pas à cet qualité. Il est suggéré que des recherches futures trouvent le moyen de remplacer le coefficient de restitution par des paramètres plus fondamentaux pour les problèmes de pénétration.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Durchdringungsversuche in Schnee zeigen, dass die Rammsonden-Zahl R als Mass für den Widerstand gegen Durchdringung um den Faktor 2 unsicher sein kann, in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen den Gewichten von Hammer und Sonde und dem Restitutionskoeflizienten. Es wird angenommen, dass Hileys Formel für das Einbringen von Pfählen auf das Problem anwendbar ist und die Durchdringungskraft mit grösserer Genauigkeit liefert. Diese Formel berücksichtigt den Einfluss verschiedener Hammergewichte, ist in erster Annäherung mit den Erhaltungssätzen im Einklang und wurde für einige Zeit allgemein als eine der besten einfachen Gleichungen zur Bestimmung des dynamischen Widerstandes von Pfählen benutzt.

Die Rammsondengleichung ist wegen ihrer Einfachheit bemerkenswert. Die Hiley-Gleichung, die dieselben Faktoren benutzt, steht ihr in dieser Tugend nicht nach. Weitere Untersuchungen werden vorgeschlagen, um Wege zum Ersatz des Restitutionskoeffizienten durch fundamentalere Parameter bei Eindring-Problemen zu finden.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1966
Figure 0

Fig. 1. Values of the ram hardness obtained by Niedringhaus (1965) calculated using the usual Raramsonde formula. Each value is the average of 12 tests in snow of uniform composition. In the left-hand diagram tests using two différent hammer weights are compared, in the right-hand diagram two different probe weights are compared

Figure 1

Fig. 2. Values of hardness calculated from the same dala as Figure 1 but using the modified ram equation or Haereli and Brandenberger (unpublished)

Figure 2

Fig. 3. Values of hardness calculated from the same data as Figure 1 but using the modified ram equation derived in this paper (the basic term of the Hiley (1925) formula). Additional points have been added to show the effect of modifying the coefficient of restitution with varying weight ratios to allow for the effect of the mass of snow outside the zone of destruction which enters into the energy exchange

Figure 3

Fig. 4. Accelerometer trace for a ram entering styrofoam. The vertical scale is 300 g for each grid line, the horizontal scale is indicated by the 60 c./sec. trace superimposed. In the initial. stage of impact the accelerometer, which is attached to the top of the hammer guide, shows an initial very rapid acceleration followed by a drop to the deceleration visible on this trace; this can only be seen on traces taken with a much more extended horizontal scale