受压颗粒堆积中剪切带的演化
软凝聚态物质
2021-07-16 v1 统计力学
摘要
真实颗粒介质中的应力传递常发生在外载荷作用下并伴随边界滑移。我们通过实验和数值模拟研究了具有光滑壁面、受约束压力的分裂底部库埃特(cell)装置中的剪切局部化。我们展示了随着约束压力和壁面滑移改变材料的局部有效摩擦系数，剪切带的特征(如其中心位置和宽度)如何演化。随着施加压力增大，剪切带向圆柱体中心演化并变宽，且角速度相较底部圆盘驱动速率减小。此外，滑移的存在促进了从顶表面的开放剪切带到体相内部封闭剪切带的转变。我们还在模拟中系统改变底板附近与体相中的有效摩擦之比，并观察其对表面流动剖面的影响。除边界条件和外载荷外，材料属性如颗粒尺寸也已知会影响有效摩擦系数。然而，我们的数值结果表明，只要颗粒尺寸相较旋转底盘半径保持较小，剪切带的中心位置和宽度受颗粒尺寸选择的影响不显著。
引用
@article{arxiv.2107.07276,
title = {Evolution of shear zones in granular packings under pressure},
author = {Mahnoush Madani and Maniya Maleki and János Török and M. Reza Shaebani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.07276},
year = {2021}
}
备注
8 pages, 6 figures