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Fracture Toughness of Fresh-Water Ice

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

H. W. Liu
Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, University of Sheffield, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, England
K. J. Miller
Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, University of Sheffield, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, England
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Abstract

The plane-strain fracture toughness of fresh-water ice was measured at various loading rates and temperatures. The fracture toughness of ice decreases as loading rate increases and as the test temperature approaches the melting point. The presence of liquid water seems to reduce the fracture toughness. The fracture toughness for crack arrest is slightly lower than the static fracture toughness.

Résumé

Résumé

La résistance à la rupture d’une glace d’eau douce soumise à un effort développé dans son plan a été mesurée à des niveaux différents de charge et de température. La résistance à la rupture de la glace diminue à mesure qu’augmentent les charges et que la température approche le point de fusion. La présence d’eau liquide semble réduire la résistance à la rupture. La résistance dynamique à la rupture de la glace est légèrement inférieure à sa résistance statique à la rupture.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die ebene Bruchfestigkeit von Süsswassereis wurde unter verschiedenen Lastraten und Temperaturen gemessen; sie nimmt ab, wenn die Lastrate steigt und die Versuchstemperatur sich dem Schmelzpunkt nähert. Die Anwesenheit von flüssigem Wasser scheint die Bruchfestigkeit zu verringern. Die dynamische Bruchfestigkeit des Eises ist etwas geringer als die statische.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1979
Figure 0

Fig. 1.The compact tension specimen.

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Fig. 2.The specimen and loading arrangement for measuring the fracture toughness at crack arrest.

Figure 2

Fig. 3.A typical load record for a crack arrest test.

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Fig. 4.The effect of temperature and loading rate on the fracture toughness of fresh–water ice.

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Table II.Effect of water on fracture toughness of ice

Figure 5

Table III.Fracture toughness of ice at crack arrest