干湿砂粒流动中的非单调本构曲线与剪切带

我们使用粒子仿真对固定压力和固定体积协议下刚性有限的粒子组成的干砂和湿砂的剪切流变学进行全面映射。在固定压力下发现剪切稀薄的非单调本构曲线，而在固定体积下发现剪切稠稠的非单调本构曲线。我们表明一种非单调性并不必然暗示另一种非单调性。相反，固定压力下测量的体积分数中存在一种特征，当存在时，可确保固定体积下的非单调本构曲线。在干性砂流动背景下，我们指出在固定压力和体积下分别出现梯度和涡旋带，正如本构曲线所示。在湿性系统中，我们的结果与最近的实验观察在固定压力下剪切稀薄相符。我们进一步预测在无临界摩擦阻力的情况下会出现不可连续的剪切稠稠。