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A Flow Law for Temperate Glacier Ice*

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

S. C. Colbeck
Affiliation:
Geophysics Program, University of Washington, Seattle, Washington 98195, U.S.A.
R. J. Evans
Affiliation:
Geophysics Program, University of Washington, Seattle, Washington 98195, U.S.A.
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Abstract

Uniaxial compressive creep tests were performed on polycrystalline samples of glacier ice at stresses ranging from 0.06 bar to 1.0 bar under conditions similar to those actually occurring in a temperate glacier. Tests were conducted in an ice tunnel on the Blue Glacier, Mt Olympus, Washington, U.S.A., thus ensuring that the temperature remained at the pressure melting point.

The flow law proposed as an appropriate one-dimensional flow law for temperate glacier ice is a polynomial expression containing linear, cubic and fifth-order terms. This law provides a good fit to the data and is also consistent with the quasi-viscous creep data of Glen (1955).

Résumé

Résumé

Des essais de déformation à la compression uniaxiale furent entrepris sur des échantillons polycristallins de glace de glacier sous des efforts allant de 0.06 bar à 1.0 bar sous des conditions semblables à celles effectivement réalisées dans un glacier tempéré. Les essais furent conduits dans un tunnel dans la glace sur le Blue Glacier, Mt Olympus, Washington, U.S.A., en s’assurant que la température restait au point de fusion correspondant à la pression.

La loi d’écoulement proposée comme une loi convenable pour l’écoulement unidimensionnel de la glace de glacier tempéré est une expression polynomiale contenant des termes linéaires, cubiques et du 5e ordre. Cette loi s’ajuste bien aux résultats obtenus et est également cohérente avec les données du fluage quasi-visqueux Glen (1955).

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Versuche zum einachsigem Kriechen unter Druck wurden mit polykristallinen Gletschereisproben in einem Spannungsbereich von 0.06 bar bis 1.0 bar unter ähnlichen Bedingungen angestellt, wie sie tatsächlich in temperierten Gletschern vorkommen. Die Versuche wurden in einem Eistunnel am Blue Glacier, Mt Olympus, Washington, U.S.A., durchgeführt, womit gesichert war, dass die Temperatur auf dem Druckschmelzpunkt blieb.

Das Fliessgesetz, das als eindimensionales Fliessgesetz für temperierte Gletscher vorgeschlagen wird, ist ein Polynom, das lineare Glieder sowie solche dritter und fünfter Ordnung enthält. Es liefert eine gute Angleichung an die Messdaten und zeigt auch Übereinstimmung mit den Werten für quasi-viskoses Kriechen von Glen (1955).

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1973
Figure 0

Fig. 1. Plan view of the ice tunnel. Scale 1: 300.

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Fig. 2. Compression test apparatus (photograph by E. R. LaChapelle).

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Fig. 3. Typical deformation versus time curve (σ = 0.1 bar).

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Fig. 4. Typical deformation versus time curve (σ = 0.58 bar).

Figure 4

Fig. 5. Stress versus strain-rate.

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Fig. 6. Equation (6) and Glen’s quasi-viscous flow law.

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Fig. 7. Equation (6) and Steinemann’s results.

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Fig. 8. Strain-rate versus reciprocal of absolute temperature at 1 bar.

Figure 8

Fig. A1. Compression test specimen.

Figure 9

Fig. A2. Tilting error versus tilt.

Figure 10

Fig. A3. Flow-law error versus stress.