Hostname: page-component-7b7567c8c-kwt9d Total loading time: 0 Render date: 2026-11-12T07:09:48.739Z Has data issue: false hasContentIssue false

Statistical Models of Snow Strength

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Richard A. Sommerfeld*
Affiliation:
Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station, 240 West Prospect Street, Fort Collins, Colorado 80526, U.S.A.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Snow is variable in both time and space. Because of this fact, a complete understanding of snow strength must include statistical strength analyses. Two types of statistical strength theories are the series-element, or weakest-link theories and the parallel-element theories. In the case of snow in shear, Daniels’ (1945) parallel-element theory provides a quantitative explanation of the size and stress-rate relationships of snow, which are at least as accurate as presently available data. In the case of tensile tests, a combination of the two types of theories is proposed which also provides a quantitative explanation which is as accurate as present data. In each case large-volume, low-stress-rate strengths are predicted using small-volume, high-stress-rate data. More data are necessary to provide definitive tests of the proposed hypotheses.

Résumé

Résumé

La neige varie à la fois dans l’espace et dans le temps. C’est pourquoi une intelligence complète de la résistance de la neige doit comprendre des analyses statistiques de résistance. Il y a deux types de théories statistiques de la résistance, les théories des éléments en séries ou théories de la plus faible liaison et les théories des éléments en parallèles. Dans le cas de la neige soumise à un cisaillement, la théorie de Daniels (1945) des éléments en parallèle donnent une explication quantitative des liaisons entre la taille et le taux de contrainte des grains de neige qui est au moins aussi précise que les observations présentement disponibles. Dans le cas des essais à la traction, une combinaison des deux types de théories est proposée qui donne également une explication quantitative aussi précise que les données disponibles. Dans chaque cas on prévoit des résistances sur de grands volumes à des contraintes faibles à partir d’expériences portant sur des petits volumes à de fortes contraintes. Il est nécessaire d’avoir plus d’observations pour un contrôle définitif des hypothèses proposées.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Schnee verändert sich sowohl zeitlich wie räumlich. Ein vollständiges Verständnis der Schneefestigkeit muss daher statistische Festigkeitsanalysen einschliessen. Zwei Typen der statistische Festigkeitstheorie sind die Theorie der Serienelemente oder des schwächsten Gliedes und die Theorie der Parallelelemente. Im Fall von Schnee unter Scherdruck vermittelt Daniels’ (1945) Theorie der Parallelelemente eine quantitative Erklärung für die Beziehung zwischen Grösse und Spannungsrate des Schnees, deren Genauigkeit der von derzeit verfügbaren Daten entspricht. Für den Fall von Zugspannungen wird eine Kombination der beiden Theorie typen vorgeschlagen, die ebenfalls eine quantitative Erklärung mit gleicher Genauigkeit liefert. In jedem Fall ergeben sich hohe Volumen-, aber geringe Spannungsratenfestigkeiten, wenn man kleine Volumina und hohe Spannungsraten heranzieht. Für cine endgültige Erprobung der vorgeschlagenen Hypothesen wird mehr Datenmaterial benötigt.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Author(s) 1980 
Figure 0

TABLE I.A comparison of Daniels strengths and failure Stresses of Seven Avalanches.

Figure 1

TABLE II.COMPARISON OF EXPERIMENTAL DATA ON THE SIZE EFFECT IN SHEAR-FRAME TESTS WITH CALCULATIONS PROPOSED IN THIS PAPER

Figure 2

Fig. 1McClung’s (1974) data compared with different statistical strength analyses using Sommerfeld’s (1974) Weibull constants.