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Creep-Velocity Bounds and Glacier-Flow Problems

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

Andrew C. Palmer*
Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, University of Liverpool, Liverpool, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

A general result due to Martin can be used to find upper and lower bounds on velocities in steady-creep problems. This method can be applied to glacier flow if ice can be assumed to satisfy a powerlaw stress–strain-rate relation. Bounds on the mean velocity over the glacier cross-section and on the mean velocity on the surface are determined for a particular example (a uniform parabolic channel, with powerlaw exponent 3) and they are shown to bound quite closely the exact solutions due to Nye. Bounds can be found rapidly by hand calculation. The method can be applied to real glacier cross-sections measured in the field.

Résumé

Résumé

Un résultat général dû à Martin peut être utilisé pour trouver les limites supérieures et inférieures des vitesses dans les problèmes de fluage stationnaire. Cette méthode peut être appliquée à l’écoulement des glaciers si l’on peut admettre que la glace satisfait à une fonction de puissance entre la tension et la vitesse de déformation. Les limites de la vitesse moyenne d’un section transversale d’un glacier et de la vitesse moyenne à la surface sont déterminées pour un exemple particulier (lit uniforme parabolique, avec une fonction de puissance 3) et elles approchent de très près les solutions exactes de Nye. Les limites peuvent être obtenues rapidement par un calcul manuel. La méthode peut être appliquée aux sections transversales de glaciers réels mesurées in situ.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Ein allgemeiner Ansatz von Martin kann zur Bestimmung der oberen und unteren Schranke der Geschwindigkeit bei Problemen des stetigen Kriechens benutzt werden. Diese Methode kann auf die Gletscherbewegung unter der Voraussetzung angewandt werden, dass die Deformationsgeschwindigkeit einem Potenzgesetz folgt. Die Schranken der mittleren Geschwindigkeit in einem Querschnitt des Gletschers und der mittleren Geschwindigkeit an der Oberlläche werden für ein spezielles Beispiel (gleichförmig parabolisches Gletscherbett, Exponent 3 für das Potenzgesetz) bestimmt und es wird gezeigt, dass sie sehr nahe an der exakten Lösung nach Nye, liegen. Die Schranken können rasch durch Überschlagsrechnung gefunden werden. Die Methode ist zur Anwendung auf Gletscher-Querschnitte, die im Felde gemessen werden, geeignet.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1967
Figure 0

Fig. 1.

Figure 1

Table I.Bounds on Dimensionless Mean Velocity for Parabolic Channels (n = 3) with Different Values of W, the Half-Width to Depth Ratio

Figure 2

Fig. 2.Upper and lower bounds on ū , the mean velocity, as functions of W, the ratio of half-width to depth, for parabolic channels

Figure 3

Table II.Upper Bound on Dimensionless Surface Velocity us/a4C(ρg sin α)3 for Parabolic Channels (n = 3) with Different Values of W

Figure 4

Fig. 3.An upper bound on us, the mean velocity on the surface, as a function of W, the ratio of half-width to depth, for parabolic channels