Hostname: page-component-74656f9884-npj9w Total loading time: 0 Render date: 2026-11-10T23:26:38.717Z Has data issue: false hasContentIssue false

Short Note: Finite-Element Stress Analysis of Avalanche Snowpacks

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

F. W. Smith
Affiliation:
Department of Mechanical Engineering, Colorado State University, Fort Collins. Colorado 80521, U.S.A.
R. A. Sommerfeld
Affiliation:
Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station, Forest Service * U.S. Department of Agriculture. Fort Collins. Colorado 8052, U.S.A.
R. O. Bailey
Affiliation:
Department of Mechanical Engineering. Colorado State University, Fort Collins, Colorado 80521, U.S.A.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

The elastic stresses have been determined, in a single-layer homogeneous snowpack on a realistic avalanche slope, by a two-dimensional finite-element analysis. Calculation of the state of stress throughout the 0.96 m snow layer on a slope approximately that of the Lift Gully at Berthoud Pass, Colorado, resulted in reasonable stress values. In particular, both field experience and the calculated shear stresses predict avalanching in the lower-density snows. Also, tensile stresses were present only in the area of the observed fracture line.

Résumé

Résumé

Les efforts élastiques ont éte déterminés dans une couche unique homogène du manteau neigeux sur une pente à avalanche réelle, par une analyse bidimensionnelle aux éléments finis. Le calcul de l’état de contrainte à travers une couche de neige de o,96 m d’épaisseur sur une pente voisine de celle du Lift Gully au Berthoud Pass, Colorado, aboutit à des valeurs raisonnables pour les efforts. En particulier, aussi bien l’expérience que les efforts de cisaillement calculés prédisent l’avalanche dans les niveaux de neige à plus faible densité. Aussi, les efforts de traction étaient présents seulement dans la zone de la ligne fracturée observée.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Durch eine zweidimensionale Analyse von begrenzten Elementen werden die elastischen Spannungen in einer homogenen, einfachen Schneeschicht an einem Lawinenhang bestimmt. Die Berechnung des Spannungszustandes innerhalb der gesamten o,96 m dicken Schneeschicht auf einem Hang, der dem von Lift Gully am Berthoud Pass, Colorado. gleicht. ergab vernünftige Spannungswerte. Im einzelnen ergaben sowohl die- Erfahrung im Feld wie auch die berechneten Scherspannungen, dass die Lawinengefahr von den Schneeschichten mil geringerer Dichte ausgeht. Ebenso waren Zugspannungen nur in dem Gebiet der beobaehtetcn Abrisslinie vorhanden.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1971
Figure 0

Fig. 1. Berthoud Pass element configuration.

Figure 1

Fig. 2. Variation of stress with height at three slope locations.

Figure 2

Fig. 3. Tangential stress versus Poisson’s ratio.

Figure 3

Fig. 4. Comparison of maximum shear with shear strength.