颗粒柱与弹性环中结构的涌现
软凝聚态物质
2021-09-09 v1
摘要
仅使用岩石和弹性材料环即可构建自支撑的承重结构。我们研究了这些结构如何涌现，发现必要的最大环间距（临界间距）是颗粒摩擦特性与约束材料弹性的函数。我们推导了一个模型来理解这两种关系，该模型依赖于对结构边缘颗粒行为的简化。我们发现较高的摩擦导致更大的稳定颗粒-颗粒与颗粒-环接触角，从而得到摩擦临界间距的简单函数，其一阶近似与摩擦呈线性关系。另一方面，较高的弯曲刚度使环能更好地容纳颗粒的静水压力，我们使用水弹性尺度来理解这一点。这些发现将阐明植物根系对泥土的稳定作用，并可能使得仅使用颗粒材料与纤维构建简单的无黏附结构成为可能。
引用
@article{arxiv.2109.03265,
title = {Emergence of Structure in Columns of Grains and Elastic Loops},
author = {Arman Guerra and Douglas P. Holmes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.03265},
year = {2021}
}