On measuring flexural properties of ice using cantilever beams

• Main Authors: Frederking, R. M. W., Timco, G. W.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: 1983
• Subjects: ice; glace (gel); flexural strength; résistance à la flexion; loads; charge (mécanique); cantilever beams; poutre cantilever; deflection; flèche (flexion); freshwater ice; elastic beam theory; beam deflection model; Annals of Glaciology
• Online Access: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=9dc6ee4e-b112-401c-a132-82154b439144; https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/object/?id=9dc6ee4e-b112-401c-a132-82154b439144; https://nrc-publications.canada.ca/fra/voir/objet/?id=9dc6ee4e-b112-401c-a132-82154b439144

Tests have been performed on fine-grained, columnar, freshwater ice sheets 40 to 70 mm thick grown in a refrigerated model basin. Cantilever beams of various geometries were tested for lengths ranging from 200 to 2000 mm and widths of 50 to 250 mm. Analysis of the results in terms of simple elastic beam theory indicated that modulus increased with increasing beam length and decreasing beam width. An analytical model for beam deflection was developed, taking into account the effects of buoyancy, shear, and rotation and deflection at the root. This model satisfactorily explained the observed deflection behaviour and the apparent geometry dependence of the modulus. Flexural strength was independent of beam length, but decreased with increasing beam width. Flexural strength was independent of loading rate, whereas modulus decreased with increased loading time. On a effectué des essais sur des couches de glace d'eau douce columnaire à grains fins d'une épaisseur de 40 à 70 mm obtenues dans un bassin expérimental réfrigéré. Des poutres en porte-à-faux de diverses formes d'une longueur variant de 200 à 2000 mm et d'une largeur variant de 50 à 250 mm ont été mises à l'épreuve. L'analyse des résultats en termes simples de la théorie des poutres élastiques indique que le module d'élasticité augmente en fonction d'une augmentation de la longueur de la poutre et d'une diminution de sa largeur. On a mis au point un modèle analytique du fléchissement des poutres qui tient compte des effets de la flottabilité, du cisaillement et de la rotation ainsi que du fléchissement à la racine. Ce modèle explique d'une manière satisfaisante le fléchissement observé et l'apparente variation du module en fonction de la géométrie de la poutre. La rigidité de flexion était indépendante de la longueur de la poutre mais diminuait en fonction de l'augmentation de la largeur de la poutre. La rigidité de flexion était indépendante de la vitesse de mise en charge tandis que le module diminuait avec l'augmentation du temps de mise en charge. ...