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Scale Modeling of Snow–Avalanche Impact on Structures

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

T. E. Lang
Affiliation:
Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics, Montana State University, Bozeman, Montana 59717, U.S.A.
J.D. Dent
Affiliation:
Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics, Montana State University, Bozeman, Montana 59717, U.S.A.
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Abstract

Small–scale modeling of flow and impact of snow avalanches is demonstrated to be both feasible and accurate. Geometric, kinematic, and force variables are scaled correctly under equivalence of Froude number between prototype and model using sifted snow as the model fluid. Physical and computer–simulated impact processes show correspondence, so that computer modeling is demonstrated to be a viable tool in flow and impact predictions.

Résumé

Résumé

On démontre que la modélisation à petite échelle de l’écoulement et de l’impact des avalanches de neige est à la fois possible et précise. Les variables dynamiques, cinématiques et géométriques sont correctement représentées par l’intermédiaire d’un nombre de Froude à respecter entre le modèle et la grandeur nature de la neige tamisée servant de fluide dans le modèle. Les processus d’impact physique et simulés par l’ordinateur montrent une bonne correspondance de sorte qu’il est prouvé que l’ordinateur est un outil capable de prévoir écoulement et impacts.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Eine Modellierung des Flusses und Aufpralls von Schneelawinen in verkleinertem Masstab erweist sich als zweckmässig und genau. Die geometrischen, kinematischen und dynamischen Variablen werden bei gleichwertigen Froude–Zahlen zwischen Prototyp und Modell unter Benutzung von gesiebtem Schnee als Modellmaterial richtig bemessen. Physikalische und im Rechner simulierte Aufprallprozesse zeigen Übereinstimmung; Simulation im Rechner erweist sich damit als wirksames Mittel zur Voraussage von Fluss und Aufprall.

Information

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

Fig. 1. Track and target configuration.

Figure 1

Fig. 2. Target for snow–impact tests.

Figure 2

Fig. 3. Force traces of impacts. a. 45° slope. b. 53.5° slope.

Figure 3

Fig. 4. Average experimental and computed normal force profiles of snow impact on a 45° slope.

Figure 4

Fig. 5. Average experimental and computed normal force profiles of snow impact on a 53.5° slope.

Figure 5

Fig. 6. Kinematic viscosity of flowing snow as a function of flow depth using program AVALNCH.