GBSlimited的流动是否发生在冰川和冰原内
为了提供gbs限制蠕变与冰川和冰盖力学的相关性的概述，a变形机理图对于冰，在晶粒尺寸和应力轴上绘制，对于T - 268 K如图60.3所示。gbs极限蠕变区和位错蠕变区被固体边界隔开，沿固体边界这两种机制对应变率的贡献相同。在每一个蠕变状态下，应变率等值线计算使用适当的流动规律的蠕变状态。如图a (MPa)
图60.2 T = 268K时，粗粒冰样的方程(4)复合流动规律(实线)与之前实验室数据的对比图。上面实线计算为d = 0.2 mm，下面实线计算为d = 2mm。虚线代表格伦流动定律;虚线表示高围压实验数据(Durham et al.， 1992)。数据点来自环境压力测试:d = 0.2 mm, Goldsby & Kohlstedt (2001);□，d > 1mm, Steinemann (1958a);O, d > 1mm，梅勒和史密斯(1966);▲，d > 1 mm, Barnes等(1971)。
10-4 10-2 100 102 a (MPa)
图60.2 T = 268K时，粗粒冰样的方程(4)复合流动规律(实线)与之前实验室数据的对比图。上面实线计算为d = 0.2 mm，下面实线计算为d = 2mm。虚线代表格伦流动定律;虚线表示高围压实验数据(Durham et al.， 1992)。数据点来自环境压力测试:d = 0.2 mm, Goldsby & Kohlstedt (2001);□，d > 1mm, Steinemann (1958a);O, d > 1mm，梅勒和史密斯(1966);▲，d > 1 mm, Barnes等(1971)。
从图中可以看出，位错蠕变状态下的应变速率与晶粒尺寸无关(水平应变速率等值线)，而gbs限制蠕变状态下的应变速率则强烈依赖于晶粒尺寸(倾斜等值线)。
如图60.3所示，格伦实验中所探索的条件的方框被两种蠕变机制之间的边界所横切，说明格伦流动定律实际上是包含gbs极限蠕变和位错蠕变贡献的复合定律。在图60.3中，冰川和冰原中遇到的晶粒尺寸与应力条件的近似范围叠加表明，这些体的流动完全受到GBS的限制，但在其底部附近出现了最高应力和最大晶粒尺寸，从而发生向位错蠕变状态的过渡(见下图)。
60.4.1冰川
大量的现场观测，包括钻孔倾斜和洞洞(钻孔和隧道)闭合的测量，都支持gbs限制的流动发生在冰川(和冰盖)内。图60.4将这些研究数据的子集与公式(4)中计算的应变率和应力之间的关系进行了比较。在所示的大多数情况下，在足够低的情况下
粒度(mm)
图60.3变形图对于由gbs限制蠕变和位错蠕变流动定律构建的冰，温度为268 K。负斜率的粗实线是机构之间的边界。虚线是应变率等值线，在每个蠕变状态下使用适当的限速蠕变机制流动定律计算。标记为“格伦”的方框限定了格伦实验的近似s与d条件(格伦，1952,1955)。三面有虚线的方框概括了Goldsby和Kohlstedt实验中应力和晶粒尺寸的全部范围(大多数实验在温度< 268 K下进行);该方框右边缘的实心竖线标记了在268 K下对粒径约为0.2 mm的样品进行实验时的近似应力范围(见Goldsby & Kohlstedt, 2001年的图3)。冰川和冰原中应力的大致范围由大矩形表示。
现场研究得出的应力值n < 2。在某些情况下(例如Meier, 1960;Holdsworth & Bull, 1970)，在最高应力(约0.1 MPa)下观察到向n > 3的转变，表明向位错蠕变(n = 4.0)状态的转变。在场中n < 2区域应变率的大小与由式(4)计算的大小之间的一致性在某些情况下非常好(例如，见Gerrard et al.， 1952;Meier, 1960)，尽管在公式(4)中使用的粒度的适当值存在相当大的不确定性，因为来自实地研究的粒度通常不报告，或只报告典型或“平均”值。在其他情况下,应变率场中观察到明显高于预测方程(4)。例如,在给定的应力应变率观察到版权所有冰川的Holdsworth &牛(1970)和巴恩斯冰帽的胡克(1973)是在良好的协议与应变率计算通过方程(4)使用温度273 K和粒径为1毫米,尽管在版权所有观察到的温度和巴恩斯冰帽网站256和263 K, ca。两个位点的晶粒尺寸分别为>1 mm。Holdsworth & Bull(1970)研究确定的应变率比公式(4)预测的应变率高约两个数量级。有效剪切应力(MPa)
图60.4方程(4)的复合流动规律(实线)与冰川和冰盖实地研究数据的比较图。上面实线计算d = 2mm, T = 273 K，下面实线计算d = 1 mm, T = 255K。虚线平行四边形表示Hooke(1973)在Barnes Ice Cap上的实验条件范围，得出n = 1.65。数据点来自:A，杰拉德等。(1952)，与Nye(1953)的数据重新分析;O，•，迈耶(1960);A, Gow (1963);□，Holdsworth & Bull(1970)。
10-4 10-3 10-2 101有效剪应力(MPa)
图60.4方程(4)的复合流动规律(实线)与冰川和冰盖实地研究数据的比较图。上面实线计算d = 2mm, T = 273 K，下面实线计算d = 1 mm, T = 255K。虚线平行四边形表示Hooke(1973)在Barnes Ice Cap上的实验条件范围，得出n = 1.65。数据点来自:A，杰拉德等。(1952)，与Nye(1953)的数据重新分析;O，•，迈耶(1960);A, Gow (1963);□，Holdsworth & Bull(1970)。
实验室和现场数据之间的差异可能反映了现场研究中计算应力或测量蠕变速率的相对较大的不确定性，以及由于gbs限制蠕变而导致的杂质对蠕变速率的影响，和/或强c轴织物对gbs限制蠕变的影响。
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