Propriétés physiques du sable humide

June 29

Propriétés physiques du sable humide


Sable vient dans une variété de textures et de couleurs, et ses caractéristiques peuvent être modifiées par l'addition d'eau. Bien que les grains de sable individuels eux-mêmes ne changent pas de phase ou d'aspect physique, la relation entre les grains peut être considérablement affectée par l'addition de seulement une petite quantité d'eau. Saturation produit des changements supplémentaires dans la physique granulaires de sable.

Cohésion

Ironie du sort, du sable sec a tendance à agir comme un liquide, dans le sens où il peut être versé, tandis que le sable humide a tendance à se regrouper en morceaux solides. Cette agglutination, connue sous le nom de la cohésion, est une caractéristique que du sable humide. Cette cohésion est obtenue à la suite de la tension superficielle. La tension de surface agit comme un pont qui tend à maintenir les particules ensemble, et dans le cas de sable, il est le film d'eau entourant chaque grain qui lie les particules individuelles. Un étonnamment peu de quantité de liquide présente un niveau élevé de tension superficielle, et en conséquence, la cohésion. Les physiciens ont découvert que la cohésion forte peut être produit par seulement 50 nanomètres d'eau, qui enrobe perles seulement 0,8 millimètres de diamètre. Ce montant est particulièrement faible en comparaison avec les niveaux d'eau utilisés dans d'autres mélanges granulaires, tels que le charbon, le sucre, les graines et morceaux de roche.

La stabilité

Lors de la détermination de la stabilité d'un matériau granulaire tel que du sable, les ingénieurs tiennent compte de deux angles caractéristiques. Le premier est l'angle de repos, ce qui est la pente de la matière après une pile de celui-ci effondre. Le second est l'angle maximum de stabilité, ce qui est la plus grande pente une pile peut atteindre avant qu'il ne tombe en panne. L'addition d'eau à des matériaux granulaires augmente considérablement ces deux angles, en particulier dans le sable, ce qui explique pourquoi des châteaux de sable sont généralement construites en utilisant du sable humide, par opposition à sécher le sable. Non seulement est la plus grande cohésion dans le sable humide, mais l'augmentation de ces angles d'ingénierie importants, ce qui entraîne la stabilité globale plus élevée, est une caractéristique clé de sable humide.

Saturation

augmentation de la cohésion entre les particules de sable avec l'addition d'eau jusqu'à ce que le point de saturation. A des concentrations en volume d'eau élevés, les formes de sable dans de grandes grappes humides contigus. Au-delà de cette phase, la saturation, connue sous forme de boue, installe, comme les espaces interstitiels entre les grains sont complètement saturés avec du liquide. Cela se traduit par la dégradation de la cohésion et une perte conséquente de la stabilité. Le tas de sable acquiert les caractéristiques de la boue plus de sable, avec des particules individuelles difficiles à discerner, mais offrant peu de soutien de poids.