Hostname: page-component-74656f9884-8r8nv Total loading time: 0 Render date: 2026-11-10T17:09:08.261Z Has data issue: false hasContentIssue false

The Relationship between Density and Tensile Strength in Snow

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

R. A. Sommerfeld*
Affiliation:
Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station Forest Service, * U.S. Department of Agriculture, Fort Collins, Colorado 80521, U.S.A.
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Abstract

“Weakest link” theories predict that the brittle fracture of snow is inherently a statistical problem. The probability of failure of snow in centrifugal tensile tests is shown to be a function of σ/σm where σ is the applied stress and σm is a characteristic strength (a maximum strength) which is a function of density ρ alone. Similar probabilities of failure are obtained for measurements at Alta, Utah, and Berthoud Pass, Colorado where the characteristic strength is obtained from the relationship.

Résumé

Résumé

La théorie du “plus faible maillon” prévoit que la cassure de la neige est en soi un problème statistique. La probabilité de la rupture de la neige dans un essai de tension à la centrifugeuse est, a-t-on montré, une fonction du rapport σ/σm où σ est l’effort appliqué et σm une résistance caractéristique (une résistance maximum) qui ne dépend que de la seule densité ρ. Des probabilités analogues de rupture sont obtenues par des mesures à Alta (Utah) et au Berthoud Pass (Colorado) où les résistances caractéristiques s’obtiennent par la relation

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Aus der Theorie vom “schwächsten Glied” geht hervor, dass das spröde Auseinanderbrechen von Schnee im wesentlichen ein statistisches Problem ist. Die Wahrscheinlichkeit des Bruches von Schnee ergibt sich aus zentrifugalen Dehnungsuntersuchungen als Funktion von σ/σm, wobei σ die angelegte Spannung und σm eine charakteristische Festigkeitsgrösse (eine Maximalkraft) ist, welche eine Funktion der Dichte ρ allein ist. Ähnliche Bruchwahrscheinlichkeiten werden für Messungen bei Alta, Utah, und am Berthoud-Pass, Colorado, erhalten, wobei sich die charakteristische Festigkeit aus der Beziehung ergibt.

Information

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

Fig. 1. Logarithm of tensile strength (log σ) versus logarithm of density (log ρ) using data from Martinelli (1971), one data point, ○ two data points. A circle with a number in it indicates that number of data points.

Figure 1

Fig. 2. Similar plot to Figure 1 using data from Keeler (1969).

Figure 2

Fig. 3. Similar plot to Figure 1 using data from Butkovich (1956).

Figure 3

Fig. 4. Similar plot to Figure 1 using data from Keeler and Weeks (1967).

Figure 4

Fig. 5. Logarithm of probability of failure (log R) versus logarithm of normalized stress (log σ/σm) using results from calculations on Martinelli’s (1971) data.

Figure 5

Fig. 6. Similar plot to Figure 5 using results from calculations on Keeler’s (1969) data.

Figure 6

Fig. 7. Tensile strength contours on a plot of density versus permeability (Martinelli, 1971).