流沙

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流沙是由细粒状物质和水组成的胶体。 当沙子突然搅动时,它会在饱和的松散沙子中形成。 当沙子中的水无法逸出时,就会形成液化土壤,失去强度,无法支撑重量。 流沙可以在静水或向上流动的水中形成。 在向上流动的水的情况下,力与重力相反并使土壤颗粒悬浮。 饱和沉积物可能看起来非常坚固,直到压力突然变化或冲击开始液化。 这会导致沙子形成悬浮液并失去强度。 水的缓冲作用使流沙和其他液化沉积物具有海绵状...
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流沙

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流沙是由细粒状物质和水组成的胶体。 当沙子突然搅动时,它会在饱和的松散沙子中形成。 当沙子中的水无法逸出时,就会形成液化土壤,失去强度,无法支撑重量。 流沙可以在静水或向上流动的水中形成。 在向上流动的水的情况下,力与重力相反并使土壤颗粒悬浮。

饱和沉积物可能看起来非常坚固,直到压力突然变化或冲击开始液化。 这会导致沙子形成悬浮液并失去强度。 水的缓冲作用使流沙和其他液化沉积物具有海绵状、流体状的质地。 液化沙子中的物体下沉到该物体的重量等于被置换的土壤/水混合物的重量的水平,并且被淹没的物体由于其浮力而漂浮。

当地震或类似的力量摇动时,部分饱和的土壤可能会发生土壤液化。 这种运动加上(地下水)孔隙压力的增加导致颗粒内聚力的丧失,导致该表面上的建筑物或其他物体下沉。

属性

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流沙是一种剪切稀化的非牛顿流体:在不受干扰的情况下,它通常表现为固体凝胶形式),但流沙上的应力变化小于 1% 就会导致其粘度突然下降(溶胶形式)。 在最初的扰动之后——比如有人试图在上面行走——流沙中的水和沙子分离,形成密集的沙沉积物区域; 正是由于这些高体积分数区域的形成,流沙的粘度似乎突然降低了。 有人踩上去就会开始下沉。 要在流沙内移动,人或物体必须对压实的沙子施加足够的压力,以重新引入足够的水使其液化。 这样做所需的力非常大:以 1 厘米/秒的速度将脚从流沙中移开所需的力与举起汽车所需的力相同。

由于流体的密度较高,人不可能完全沉入流沙中。 流沙的密度约为每立方厘米2克,而人体的密度仅为每立方厘米1克左右。 在这种密度下,在流沙中沉没超过腰部高度是不可能的。 即使是比流沙密度高的物体,如果静止不动,也会漂浮在上面。 例如,铝的密度约为每立方厘米 2.7 克,但一块铝会漂浮在流沙之上,直到运动导致沙子液化。

然而,持续或惊慌失措的动作可能会使人在流沙中沉得更深。 由于这越来越损害运动,它可能导致其他因素,如天气暴露(即中暑)、脱水、体温过低、在涨潮中溺水或掠食性动物可能伤害被困人员。

流沙可以通过缓慢移动腿部以增加液体粘度和旋转身体以仰卧(水平躺下,面部和躯干朝上)漂浮来逃脱。

例子

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在缅因州海岸发现的流沙斑块被称为蜜罐。

非牛顿流体

流行文化

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流沙是一种冒险小说的比喻,尤其是在电影中,它通常不切实际地被描述为具有吸力效果,导致走进它的人或动物下沉,直到完全淹没并有溺水的危险。 这导致了一种普遍的误解,即人类可以完全沉浸并淹没在流沙中; 然而,这在物理上是不可能的。

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