Hostname: page-component-5db58dd55d-f6s65 Total loading time: 0 Render date: 2026-06-22T21:02:27.389Z Has data issue: false hasContentIssue false

Stress Variations with Ice Flow Over Undulations

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

W.F. Budd*
Affiliation:
Antarctic Division, Department of Supply, Melbourne, Victoria, Australia
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

The analysis of steady-state flow over bedrock perturbations of Budd(1970[a]) is extended to evaluate the stress variations associated with the flow. In particular the four separate terms of the fundamental one-dimensional (longitudinal) stress equation (Budd,1968) are examined to show explicitly how the longitudinal stress gradient G, the base stress τ, the surface slope stress s, and the integrated second derivative of the shear stress T all vary over-a given wave.

The result shows an error of a factor of 2 in some earlier studies relating longitudinal stress variations to the slope. This error resulted from the erroneous assumption that remains constant at its regional value. In fact the basal stress varies over the undulations in a similar way to the longitudinal stress gradient, and this is the same as the surface slope stress for long waves, but for short waves or less) requires the addition of the fourth term T, which then becomes dominant.

Résumé

Résumé

L'analyse de lécoulement permanent sur les irrégularités du lit rocheux de Budd (1970 [a]) est étendue pour estimer les variations de l'effort associées à l'écoulement. En particulier, les quatre termes séparés de l'équation fondamentale (Budd, 1968) des efforts selon une seule, dimension (longitudinale) sont examinés pour montrer explicitement comment le gradient G de l'effort longitudinal, l'effort à la base τ, l'effort à la surface s et la dérivée seconde intégrée de l'effort de cisaillement T varient tous suivant un rythme ondulatoire donné.

Le résultat montre une erreur d'un facteur 2 dans quelques travaux antérieurs relatant la variation longitudinale des efforts selon la pente. Cette erreur résultait de l'hypothèse erronée que l'effort à la base restait constant à sa valeur moyenne pour le secteur considéré. En réalité, l'effort à la base varie avec les ondulations de la même manière que le gradient de l'effort longitudinal et il en est de même pour l'effort à la surface dans le case des longues ondulations, alors que dans le case des courtes ondulations (à peu près ou moins) il faut ajouter le quatrième terme T qui devient prédominant.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Analyse des stetigen Fliessens über Störungen im Felsbctt von Budd (1970 [a]) wird zur Bestimmung der mit dem Flicssen verbundenen Spannungsschwankungen erweitert. Im einzelnen werden die vier unabhängigen Grossen der eindimensionalen (longitudinalen) Spannungsgleichung (Budd, 1968) untersucht, um explizit zu zeigen, wie der longitudinale Spannungsgradient G, die Spannung am Grund τ, die Spannung infolge Oberflächenneigung s und das Integral der zweiten Ableitung der Seherspannung T über einer gegebenen Welle variieren.

Das Ergebnis weist einen Fehler mit dem Faktor 2 in einigen früheren Untersuchungen nach, die longitudinale Spauiiungsuntcisrhiede auf die Neigung zurückführen. Dieser Fehler gehl auf die irrige Annahme zurück, dass die Spannung am Grunde ihren örtlichen Wert konstant beibehält. Tatsächlich ändert sie sich über Undulationen ähnlich wie der longitudinale Spannungsgradient; dieser ist derselbe wie die Spannung infolge Oberflächenneigung für lange Wellen, für kurze Wellen ( oder weniger), hingegen ist die Addition der vierten Grosse T notwendig, die dann überwiegt.

Information

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

Fig. 1. Coordinate system mid boundaries for longitudinal stress equation.

Figure 1

Fig. 2. Flow down uniform slope with simsoidal perturbations.

Figure 2

Table I. Separate Terms of the Longitudinal Stress Equation

Figure 3

Table II. Longitudinal Stress Equation for Steady-State Flow

Figure 4

Fig. 3. Relative magnitude of variational stress, T, to slope stress, pgZa, different wavelengths.

Figure 5

Fig. 4. Treatment of variable viscosity and variable velocity with depth.