Determination of avalanche dynamics friction coefficients from measured speeds

• Main Authors: McClung, D. M., Schaerer, P. A.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: 1983
• Subjects: avalanches; avalanche; friction; frottement; speed; vitesse; mathematical models; modele mathématique; avalanche dynamics model limitations; properties and suggested use; McClung; Annals of Glaciology
• Online Access: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=05bf055c-9998-424e-86da-c23ba5873602; https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/object/?id=05bf055c-9998-424e-86da-c23ba5873602; https://nrc-publications.canada.ca/fra/voir/objet/?id=05bf055c-9998-424e-86da-c23ba5873602

An avalanche dynamics model, appropriate for complex terrain, for real avalanche paths was developed by Perla, Cheng and McClung in 1980. The model has two friction terms, one for sliding friction which is independent of speed, and one for turbulent friction which is proportional to V[2], where V is the centre-of-mass speed along the incline. By introducing speed maxima for avalanches, along with start and stop reference positions, it is possible to determine the two constant friction coefficients for the model. When this is done, it is found that speed data often exceed a model speed limit implied by the application of V = 0 at the start and stop positions. This effect is illustrated by analytic solutions of the relevant equations, as well as numerical solutions for actual avalanche paths. Some limitations and properties of the fundamental modelling are outlined and suggestions given for future use of such models. En 1980, Perla, Cheng et McClung ont élaboré un modèle de la dynamique des avalanches applicable à des trajectoires réelles en terrain complexe. Le modèle comporte deux termes de frottement, un de frottement de glissement, indépendant de la vitesse, et un de frottement turbulent, proportionnel à V[2], où V est la vitesse du centre de masse le long de la pente. En introduisant des valeurs maximales de la vitesse de l'avalanche, ainsi que des points de repère au départ et à l'arrivée, il est possible de déterminer les deux constantes de frottement utilisées dans le modèle. Une fois les constantes déterminées, on trouve que les vitesses sont souvent supérieures à une vitesse limite du modèle dé coulant de l'égalité V = 0 aux points de départ et d'arrivée. Ce fait est mis en évidence par une résolution analytique des équations appropriées ainsi que par des solutions numériques pour des trajectoires d'avalanche réelles. Le présent rapport résume certaines limitations et propriétés du modèle fondamental et offre des suggestions quant à l'utilisation future de tels modèles. Peer reviewed: Yes NRC ...