Creep of Ice Containing Dispersed Fine Sand

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Abstract
Cylindrical samples of ice with 0.0 to 0.35 volume fraction fine sand were tested in unconfined uniaxial compression at stresses between 5.3 and 6.4 bar and at temperatures between −7.4 and −9.4° C. Secondary creep rates were obtained from the slope of the total strain vs. time curve and were normalized to 5.6 bar and −9.1° C. Creep rates in ice with low sand concentrations were in some cases higher and in other cases lower than in clean ice. However at higher sand concentrations the creep rate decreases exponentially with increasing volume fraction sand. The latter results are in general agreement with theories developed to explain dispersion hardening of metals, and suggest that each sand grain is surrounded by a tangled network of secondary dislocations which impede passage of primary glide dislocations. On a testé des échantillons cylindriques de glace contenant 0,0 à 0,35 fois son volume de sable fin en les soumettant à une compression uniaxiale comprise entre 5,3 et 6,4 bar et à une température comprise entre −7,4 et −9,4° C. La vitesse de fluage secondaire fut obtenue à partir de la pente de la courbe donnant la déformation totale en fonction du temps et fut normalisée à donner la vitesse à 5,6 bar et − 9,1° C. Les vitesses de fluage dans la glace à faible concentration de sable furent dans quelques cas plus grandes et dans les autres plus faibles que dans la glace propre. Cependant, aux plus grandes concentrations en sable la vitesse de fluage décroît exponentiellement par rapport au volume croissant d’inclusion sableuse. Les derniers résultats sont généralement conformes aux théories développées pour expliquer le durcissement des métaux par dispersion et suggère que chaque grain de sable est entouré d’un réseau enchevêtré de dislocations cristallines secondaires qui empêchent le passage des dislocations primaires de glissement. Zylindrische Eisproben mit einem Volumenanteil von 0,0 bis 0,35 an Feinsand wurden unter unbegrenztem einachsigem Druck bei Spannungen zwischen 5,3 und 6,4 bar und Temperaturen zwischen −7,4 und −9,4° C untersucht. Sekundäre Kriechgeschwindigkciten ergaben sich aus der Steigung des Gesamtspannungs-Zeit-Diagrammes; sie wurden auf 5,6 bar und −9,1°C normiert. Die Kriechgeschwindigkeiten in Eis mit geringerer Sandkonzentration waren teils höher teils niedriger als in reinem Eis. Doch nimmt die Kriechgeschwindigkeit bei höheren Sandkonzentrationen exponentiell mit wachsendem Volumenanteil ab. Die letzteren Ergebnisse stimmen generell mit Theorien überein, die zur Erklärung der Dispersionshärtung von Metallen entwickelt wurden; sie lassen vermuten, dass jedes Sandkorn von einem verknüpften Netzwerk von sekundären Versetzungen umgeben ist, das den Durchgang primärer Gleitversetzungen behindert.

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