Experiments on snow-avalanche dynamics

A smal l snow-avalanche system was cons t ruc t ed in a cold l abo ra to ry and the fo l lowing measurements were c a r r i e d ou t : flow and p a r t i c l e v e l o c i t i e s by us ing a h igh speed video system; p a r t i c l e concen t r a t i ons by measuring the e l e c t r i c capac i t ance ; impact forces wi th s t r a i n g a u g e type p r e s s u r e t r a n s d u c e r ; induced wind speed, e t c . V e r t i c a l p r o f i l e s of p a r t i c l e v e l o c i t i e s were obtained and d i s c u s s e d w i t h r e f e r e n c e t o f o u r f l u i d m o d e l s ( N e w t o n i a n , Bingham, D i l a t a n t , T u r b u l e n t ) ; among t h o s e models t he Bingham body model r ep resen ted the exper imenta l da ta bes t . The y i e l d s t r e s s of a snow flow was e s t ima ted as 40-100 N/m 2 . Impact forces (P) measured i n t h i s experiment showed r a p i d o s c i l l a t i o n s c o r r e s p o n d i n g t o c o l l i s i o n s of snow p a r t i c l e s ; t he magnitudes were reasonably expressed as P=pu where p and u a r e r e s p e c t i v e l y t h e d e n s i t y and v e l o c i t y of snow flow. Experiments sur l a Dynamique d'Avalanches de Neige RESUME Un système a p e t i t é c h e l l e d 'avalanches de neige a é t é c o n s t r u i t dans une s a l l e f r o i d , e t l e s m e s u r e s su ivan t e s ont é t é condu i t e s : v i t e s s e s de l 'écoulement de n e i g e e t des p a r t i c l e s en u t i l i s a n t un a p p a r e i l de v i d e o de h a u t e v i t e s s e ; concen t r a t i on des p a r t i c l e s en mesurant l a c a p a c i t é * é l e c t r i q u e ; f o r c e s d ' i m p a c t a v e c un t r a n s d u c t e u r de p re s s ion de jauge de deformat ion , v i t e s s e du vent i n d u i t , e t c . Les p r o f i l e s v e r t i c a u x des v i t e s s e s des p a r t i c l e s ont é t é obtenus e t d i s c u t é s en l e s r é f é r a n t à qua t r e modèles de f l u i d i t é (Newton ien , Bingham, D i l a t a n t , T u r b u l e n t ) ; e n t r e c e s m o d è l e s , c e l u i de Bingham a é t é l e m e i l l e u r r e p r e s e n t e u r des donnés . Les t e n s i o n s d ' é t i r a g e des écoulements de neige ont é t é es t imés en 40~100 N/m . Les f o r c e s d ' i m p a c t (P) m e s u r é s dans c e t e x p e r i m e n t , ont montrées des o s c i l l a t i o n s r a p i d e s q u i c o r r e s p o n d e n t aux c o l l i s i o n s des p a r t i c l e s de n e i g e ; l e s magnitudes ont é t é ra isonnablement bien exprimés comme P= p u où p e t u s o n t r e s p e c t i v e m e n t , l a d e n s i t é e t l a v i t e s s e de l 'écoulement de ne ige .