Confined compression tests: outlining the failure envelope of columnar sea ice

• Main Authors: Timco, G. W., Frederking, R. M. W.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: 1986
• Subjects: ice; sea water; compression tests; applied load; side confining load; loading rate effects; temperature effects; brine volume effects; air porosity effects; modified n-type yield function; glace (gel); eau de mer; essai de compression; Sea ice
• Online Access: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=eae7ec88-d672-459a-ac03-12d2fc2ed58e; https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/object/?id=eae7ec88-d672-459a-ac03-12d2fc2ed58e; https://nrc-publications.canada.ca/fra/voir/objet/?id=eae7ec88-d672-459a-ac03-12d2fc2ed58e

A series of confined compression tests has been performed on columnar sea ice. Both the applied load and side confining load were measured. These are used to outline the full 3- dimensional failure envelope of the ice. The results are discussed in terms of loading rate effects, temperature, brine volume and air porosity. A strength index is introduced which correlates the present results in terms of these parameters. This leads to an empirical relationship which gives the functional dependence of the uni-axial compressive strength in terms of strain rate, loading direction, salinity, temperature and ice density. A mathematical description of the failure envelope is presented using a modified n-type yield function. Une série d'essais de compression en confinement a été réealisée sur de la glace prismatique. On a mesuré la charge appliquée et la charge sous confinement latéral. Ces essais servent à déterminer l'enveloppe globale de rupture de la glace dans les trois dimensions. Les résultats sont étudiés au point de vue effet de la vitesse de chargement, température, volume d'eau salée et porosité de la glace. On é tablit un indice de résistance qui met en corrélation les résultats actuels sur la base de ces paramètres. Cela conduit à une relation empirique qui indique la dépendance fonctionnelle de la résistance en compression uniaxiale en termes de vitesse de déformation, de direction de chargement, de salinité, de température et de densité de la glace. Une description mathématique de l'enveloppe de rupture est faite à l'aide d'une fonction limite élastique modifiée de type n. Peer reviewed: Yes NRC publication: Yes