Песчаные бурления , песчаные вулканы или песчаные удары происходят, когда вода под давлением вырывается на поверхность через слой песка. [1] Вода выглядит так, как будто она вскипает из слоя песка, отсюда и название.
Песчаный вулкан или песчаный удар — это конус песка, образованный выбросом песка на поверхность из центральной точки. Песок накапливается в виде конуса со склонами под углом естественного откоса песка . На вершине обычно виден кратер . Конус выглядит как небольшой вулканический конус [2] и может иметь размер от миллиметров до метров в диаметре.
Этот процесс часто ассоциируется с разжижением почвы и выбросом разжиженного песка, что может происходить в водонасыщенных осадках во время землетрясения . Сейсмическая зона Нью-Мадрид продемонстрировала множество таких особенностей во время землетрясений Нью-Мадрид 1811–12 годов . [3] Соседние песчаные удары, выровненные в ряд вдоль линейной трещины в мелкозернистых поверхностных осадках, столь же распространены и все еще могут быть замечены в районе Нью-Мадрид.
Эти землетрясения также вызвали крупнейшее известное песчаное бурление в мире, которое до сих пор можно найти недалеко от Хейти, штат Миссури, и которое местные жители называют «Пляж» . [4] Его длина составляет 2,3 километра, а площадь — 55 гектаров.
За последние несколько лет было приложено много усилий для картирования особенностей разжижения для изучения древних землетрясений. [5] Основная идея заключается в том, чтобы картировать зоны, которые подвержены этому процессу, а затем приступить к более детальному изучению. Наличие или отсутствие особенностей разжижения почвы , таких как обломочные дайки , является убедительным доказательством прошлой сейсмической активности или ее отсутствия.
Их следует противопоставлять грязевым вулканам , которые встречаются в районах гейзеров или подземных газовых выбросов.
Кипение песка может быть механизмом, способствующим разжижению и разрушению дамбы во время наводнений . Кипение относится к видимому «кипящему» движению крупных зерен песка, удерживаемых в отверстии, в то время как более мелкие частицы (ил и мелкий песок) выносятся и откладываются на фартуке вокруг отверстия для кипения. Кипение песка вызвано гидравлическим напором в дамбе или дамбе, толкающим воду просачиваться с другой стороны, скорее всего, во время наводнения. Кипение песка начинается как простое просачивание ламинарного потока . С увеличением напора от поднимающихся паводковых вод начнется турбулентный поток , где ламинарный поток оставляет почву для свободного течения. Турбулентный поток создает почвенный трубопровод , в результате чего обратная эрозия приводит к образованию полости в форме трубы, достигающей обратно в насыпь, начинающейся в просачивании и проходящей через насыпь обратно к источнику воды. После начала, не смягченная почвенная труба может быстро перейти к разрушению насыпи.
Течение в песчаном кипении можно замедлить, но полностью остановить его нецелесообразно. Наиболее эффективным ответом на активное песчаное кипение является выдерживание воды над кипением достаточно глубоко, чтобы уменьшить гидравлический градиент и замедлить поток воды, чтобы устранить турбулентность и обратную эрозию в головке трубы. Более медленный, нетурбулентный поток не сможет перемещать частицы почвы. Подавляющая глубина воды создается с помощью мешков с песком, образующих сложенное кольцо вокруг кипения. [6]
Во время наводнения весной 2011 года Инженерному корпусу армии США пришлось работать над сдерживанием самого крупного активного песчаного кипения, когда-либо обнаруженного. Песчаный кипящий пузырь имел размеры девять на 12 метров (30 на 40 футов) и находился в городе Каир, штат Иллинойс , в месте слияния рек Миссисипи и Огайо . [7]
Примером этого является землетрясение 1989 года в Сан-Франциско , когда песчаные бурлики подняли обломки от землетрясения 1906 года . Этот процесс является результатом разжижения . Картографируя местоположение песчаных бурликов, которые извергались в районе Марина во время землетрясения Лома-Приета 1989 года, ученые обнаружили место лагуны, которая существовала в 1906 году. Лагуна образовалась после того, как была построена морская дамба Ярмарки, и позже была засыпана в 1915 году в рамках подготовки к Панамо-Тихоокеанской международной выставке . [8]