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Pressure Waves in Snow

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

R. L. Brown*
Affiliation:
U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire 03755, U.S.A.
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Abstract

A dynamic constitutive law is used to study the response of medium-density snow to shock waves. The results show good correlation between theory and experiment, except for low-intensity shocks which produce small permanent density changes. In this case the validity of the data is questioned, although further experimental work is needed to settle this question. The results of this work also partially explain why snow is so effective in absorbing energy associated with stress waves. This is felt to be due to the work-hardening characteristics of snow.

Résumé

Résumé

Une loi dynamique est utilisée pour étudier la réponse d’une neige de densité moyenne à des ondes de choc. Les résultats montrent une bonne corrélation entre la théorie et l’expérience sauf pour les chocs de faible intensité qui produisent de petits changements permanents de densité. Dans ce cas, la validité des résultats est mise en question bien que de nouvelles expériences soient nécessaires pour résoudre cette difficulté. Les résultats de ce travail expliquent aussi en partie pourquoi la neige est si efficace pour absorber l’énergie assoeiée aux oneds de contrainte. On pense que ce résultat est dû aux caractéristiques d’un durcissement de la neige coûteux en énergie.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Zum Studium der Reaktion von Schnee mittlerer Dichte auf Stosswellen wird ein dynamisches Grundgesetz herangezogen. Die Ergebnisse zeigen gute Übereinstimmung zwischen Theorie und Versuch, mit Ausnahme für Stösse geringer Intensität, die kleine, dauernde Dichteän-derungen hervorbringen. In diesem Fall sind die Daten zweifelhaft; zur Klärung dieser Frage sind weitere Versuche notwendig. Die Ergebnisse der Arbeit erklären teilweise auch, warum Energie aus Druckwellen von Schnee so gut absorbiert werden kann. Es wird angenommen, dass dies eine Folge der Härtungs-charakteristiken von Schnee ist.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1980
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Fig. 1. Pressure jump across wave as ’ a function of density jump.

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Fig. 2. Variation of plastic wave velocity with particle velocity.

Figure 2

Fig. 3. Density-ratio profiles for plastic stress waves, ρ0 = 0.300 Mg/m3, Δα = −1.0.

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Fig. 4. Pressure jump across stress wave as a function of density jump.

Figure 4

Fig. 5. Variation of plastic wave velocity with pressure jump across wave.