2022年7月11日

如果你在8月6日的国际沙堡日去海滩,一桶和一桶沙堡是必不可少的.

它是简单的, 世界各地的创作者都在海滩上庆祝这一活动, 建筑商和艺术家聚集在一起建造最大的, 漂亮的, 最有趣的沙雕.

如果你之前看过巨型沙雕,你就会知道它们可以变得非常大——建造适合国王的巨大城堡背后有简单的科学原理.

国际沙塔日 每年8月的第一个星期六庆祝, 虽然没有明确的历史解释为什么会有这一天,但自20世纪80年代初以来,这一天的产生与激烈的沙堡竞赛有关.

从那时起,“沙堡”运动已经在国际上制度化,许多国家都在当地海滩举办“沙堡”活动.

是什么把一个沙堡连在一起的?

细砂粒和水的混合在砂粒之间形成毛细管桥,这是完全湿润砂粒刚度的原因.

干燥状态下的坚硬沙子无法支撑自身重量, 但多亏了这些桥,沙子可以在建造沙堡的过程中屹立不倒.

更具体地说,它是液体的曲率,这导致毛细管压力. 这就造成了沙粒之间的引力.

这也意味着沙滩上的沙子越细, 建造的“桥”越多,其结构就能承受更多的重量.

但, “桥梁”需要优化, 也就是说,在建造完美的沙堡时,不能有太多的液体或海水.

这也意味着沙滩上的沙子越细, 建造的“桥”越多,其结构就能承受更多的重量. 但, “桥梁”需要优化, 也就是说,在建造完美的沙堡时,不能有太多的液体或海水.

然而,不太圆润的沙子也很重要. 圆形的谷物更容易互相“滚”掉, 而边缘参差不齐的谷物相互咬合得更好, 当砂土结构内爆时,坚固的结构不会受到滑坡现象的影响.

从工程学的角度来看,建造沙堡似乎值得深入研究, 但阿姆斯特丹大学的一组研究人员发现事实并非如此. 他们在一座沙堡建筑上创作了一部开创性的作品 如何建造完美的沙堡.

有数学告诉推荐十大靠谱网堵平台如何建造高大的城堡

这是文献中唯一的估计, 在报纸上, 认为沙堡的稳定性与颗粒介质中的毛细上升有关——遵循这一规律的沙堡的最大高度仅为20厘米.

另一种观点是,结构的稳定性取决于城堡底部的半径.

弹性剪切模量vs. 水的体积分数(圆:实验测量, 虚线:根据Eq对最优强度的理论预测. 3). 测量是在商用流变仪上进行的,使用叶片杯几何形状,杯被砂纸覆盖,沙子被压实,就像沙堡实验一样. 插图:谷物图片.
实验数据点和理论预测的沙堡最大高度作为其半径的函数. 实线是指G = 0时不需要任何可调参数的理论.054 a−1/3E2/3γ1/3,其中a = 100 μ m, E = 30 GPa, γ = 70 mN/m. 沙的密度是ρ = 2.6克/立方厘米. 理论和实验之间微小但系统的差异很可能是由于当推荐十大靠谱网堵平台移除PVC管时产生的扰动, 导致最大值比理论值小一些.


事实是, 从每年在国际沙堡日等活动中涌现出的巨型沙堡结构来看,这些结构并没有那么有限, 结果就是, 发现砂柱是反映直立砂柱弹性和屈曲点的有效方法.

他们发现,当你向颗粒中加入一定量的液体时,湿颗粒的强度模型是假设的, 两球之间赫兹接触产生的毛细引力和弹性响应将得到平衡.

因为两个珠子总是被至少表面粗糙度分开的, 低于临界液体体积分数约为0.2%时,珠粒之间不能形成桥.

体积分数更高时, 桥力由弯月板的曲率决定,当桥体体积分数更高时,桥体开始合并成更大的流体袋.

使用在海滩上发现的沙子的典型值, 一个半径为20厘米的圆柱体可能高达2厘米.5m

研究人员用来表示砂筒屈曲点的方程可能对土木工程甚至土力学特别有意义,因为它能更好地理解部分饱和的颗粒材料.

它也有助于解释最大高度和一个巨型沙堡的配方.

来源:吉尼斯世界纪录/ YouTube

一些沙塔记录

  • 史上最高的沙堡

在2019年宾兹沙狐兽节上, Rügen是世界上最高的沙堡的建造地.

一支由12名雕刻家和8名技师组成的团队在不到4周的时间内完成了这项壮举. 他们的城堡没有内部结构,也没有在水中添加任何添加剂来绑定11,用了000吨沙子建造了巨兽结构.

沙堡的圆形基座直径约为26米(85英尺3英寸),其结构是一个真正的城堡,周围有一个村庄(蚀刻在沙子中)。.

  • 有史以来最长的沙雕

最长的沙雕长达27英尺.3 km (16.96英里). 这是在2011年实现的. 这种特殊的非海岸沙子被称为“Grubensand”被用来建造雕塑. 沙子的成分中含有高达10%的粘土, 没有被海水冲刷,因此有一个粗糙的表面,帮助沙粒粘在一起. 

  • 大多数沙堡内置60分钟

2013年,在德国的St Peter-Ording共建造了2230座沙堡.

  • 大多数人同时建造沙雕和城堡

同时制作沙雕的人数最多的是396人. 这一纪录是在2019年比利时Sculpture Westende和Philippe Bourleau组织的活动中创造的. 参与者可以自由地创造他们喜欢的东西, 但这次活动的目的是促进海洋生物的可持续性和减少污染.

引用:

Pakpour,马里亚姆 & 哈比比Mehdi & Mø噢,P. & 波恩,丹尼尔. (2012). 如何建造完美的沙堡. 科学报告. 2. 549. 10.1038 / srep00549.

阿姆斯特丹大学(UVA). (2012年,8月2日). 如何制作完美的沙堡? 一点水可以造一座五米高的城堡. 《科学日报》. 于2022年6月23日检索 www.《科学日报》.com/releases/2012/08/120802101124.htm

http://www.guinnessworldrecords.com/news/commercial/2019/7/worlds-tallest-sandcastle-finally-achieved-after-two-years-of-trying

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