Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Геотектоника -> Мурти Т.С. -> "Сейсмические морские волны. Цунами" -> 23

Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.

Мурти Т.С. Сейсмические морские волны. Цунами — Л.: ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, 1981. — 446 c.
Скачать (прямая ссылка): sesmichmorskvolni1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 159 >> Следующая

Схематическое представление мутьевого потока с малой и большой скоростью приводится на рис. 2.11.
71
Хизен и Юинг [222] довольно убедительно показали, что последовательные серии разрывов телеграфных кабелей, последовавших после землетрясения 1929 г. на Большой Ньюфаундлендской банке, были вызваны мутьевыми потоками. Хизен и др. [221] представили дополнительные свидетельства.
Кюнен [338] согласился с тем, что мутьевые потоки разрывают кабели, однако он поставил вопрос, возможны ли скорости до 100 км/ч на протяжении сотен километров ровного дна. Сделанная им оценка показывает, что возможность таких скоростей не исключена.
Действительно, скорость V мутьевого потока можно оценить по соотношению
V=C \fmsd, (2.34)
где С — константа; 5 — уклон дна, по которому движется поток; d — эффективная плотность и т — средняя гидравлическая глубина. Обычно эта формула используется для вычисления потока в реке. Очевидно, константа С, зависящая от трения, для мутьевого потока должна быть больше, чем в реке.
Согласно Кюнену, константа С имеет максимальные значения от 700 до 800 CGS. Он составил таблицы скорости мутье-вых потоков для различных уклонов при С = 400 и rf = 0,6. Он также варьировал значения С от 200 до 600 и значения d от 0,3 до 0,8. Максимальная вычисленная скорость мутьевого потока при этом составляла 101 км/ч.
По оценке Хизена и Юинга [222] скорость мутьевого потока в первой точке разрыва была около 101 км/ч, а по оценке Кюнена средняя скорость составила 143 км/ч. Толщина первоначального оползня оценивалась в 50 м, толщина мутьевого потока— в 270 м, а средняя толщина новых отложений по всей покрытой ими площади — в 1 м. Согласно Кюнену, эти данные реальны и гипотезу разрывов кабелей мутьевыми потоками можно считать обоснованной.
Хизен и Юинг [223] и Хизен [220] привели некоторые данные по разрыву подводных кабелей в Средиземном море после землетрясения в Орлеанвилле (ныне Эль-Аснам), Алжир. Разрывы кабеля произошли в основном на Балеарском абиссальном ложе.
Плапп и Митчелл [516] разработали теорию стационарного мутьевого потока, основанную на понятии потока в пограничном слое. Движущая сила потока обусловлена избытком плотности движущейся жидкости по сравнению с окружающей. В этом случае число Рейнольдса будет достаточным для того, чтобы поток был турбулентным, и эта турбулентность поддерживает осадочные частицы во взвешенном состоянии. Плапп и Митчелл определили следующие важные параметры задачи: уклон дна океана, толщину, скорость и плотность мутьевого потока.
72
Бенджамен [72] разработал теорию гравитационных течений при довольно идеальных условиях. Он схематически представил гравитационное течение (называемое также плотностным течением) состоящим из головной волны, за которой следует турбулентная зона, где тяжелая жидкость течет по горизонтальному дну (рис. 2.12 а). Поскольку плотность окружающей жидкости меньше плотности течения, градиент давления является движущей силой. Бенджамен ссылается на работу
Рис. 2.12.
а — наблюденный вид гравитационного течения, б — теоретическая
модель, предложенная Карманом, в — иллюстрация движения при
истечении жидкости из длинного горизонтального ящика [72].
Прандтля [524], полагавшего, что скорость основного потока больше, чем скорость его переднего фронта, так что у фронта часть потока отклоняется вверх. Бенджамен ссылается также на работу Кармана [667] (см. рис. 2.12 б), в которой система координат движется более плотной жидкостью (плотность которой pi). Карман использовал теорему Бернулли для установившегося безвихревого потока и получил следующие результаты: а) в передней точке фронта угол между дном и границей раздела составляет 60° и б) скорость потока равна
Сх = уШШЖ., (2.35)
где H — асимптотическая высота поверхности раздела над дном, показанная на рис. 2.12 б.
Бенджамен утверждал, что хотя выражение (2.35) по существу корректно, аргументы Кармана, приводящие к выражению
73
(2.35), некорректны, так как в этом случае невозможно сохранение энергии. Более точным условием является общий баланс момента количества движения относительно действующих сил в жидкости.
Бенджамен провел также аналогию с потоком за воздушной впадиной (рис. 2.12 в). Это явление имеет место в эксперименте, когда длинный прямоугольный ящик наполняется жидкостью, а затем открывается один его конец. По мере вытекания жидкости воздушная впадина распространяется по всей длине ящика.
Сопоставляя теоретические результаты с экспериментальными измерениями Кейлегана [320], относящимися к плотност-ным течениям при втекании соленой воды в пресную, Бенджамен дал следующее выражение для С\:
Cl = Clj/E, (2.36)
где р2 — плотность более легкой жидкости. Теоретическое значение константы Сь по Бенджамену, равно 1,414, а Кейлеган дает для нее значение 1,20. Это расхождение Бенджамен объясняет влиянием верхней границы потока. Он также отмечает, что универсальное значение Ci = 1,07, приведенное Кейлеганом, применимо лишь для чисел Рейнольдса, больших 500. Напомним, чго число Рейнольдса определяется как
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed