部分粘结颗粒材料中压应力与拉应力的微观力学

在颗粒介质中，即使存在少量颗粒间内聚力，也会表现为整体强度和刚度的增加，这些效应通常与每个颗粒平均约束数量的增加有关。通过进行一系列各向同性压缩实验，所有实验均从相同的初始颗粒构型开始，但粘结颗粒的比例不同，我们利用光弹力测量在颗粒尺度和介观尺度上确定了这一现象的成因。作为粘结颗粒百分比的函数，我们测量到堵塞发生的临界堆积分数略有下降。在堵塞之上，与未粘结情况相比，局部压力主要对粘结颗粒增加，这是通过拉应力和压应力大致相等的贡献实现的。对于具有更多粘结颗粒的系统，颗粒间力大小的直方图变得更宽。我们测量了距离粘结二聚体不同距离处的压力和配位数，两者在最近邻处均局部增强，表明二聚体似乎充当了集中力和连接性的区域，从而提高了刚度。