剪切颗粒系统中的雷诺压力与弛豫

我们描述了探测剪切堵塞态演化的实验，这些状态发生在摩擦颗粒圆盘的堆积分数 $\phi_S \leq \phi \leq \phi_J$ 范围内，其中高于 $\phi_J$ 时不存在无应力静态状态。我们使用了一种新颖的剪切装置，避免了已知为剪切带的非均匀性的形成。这个固定 $\phi$ 的系统表现出剪切应变 $\gamma$ 与压力 $P$ 之间的耦合，我们通过“雷诺压力”和“雷诺系数”$R(\phi) = (\partial ^2 P/\partial \gamma ^2)/2$ 来表征这种耦合。$R$ 仅依赖于 $\phi$，并按 $R \sim (\phi_c - \phi)^{\alpha}$ 发散，其中 $\phi_c \simeq \phi_J$，且 $\alpha \simeq -3.3$。在循环剪切下，该系统以对数缓慢的方式演化至极限环动力学，我们通过第 $n$ 次循环的压力弛豫来表征它：$\Delta P \simeq -\beta \ln(n/n_0)$。$\beta$ 仅依赖于剪切循环振幅，表明这是一个激活过程，其中 $\beta$ 起着类似温度的作用。