零温下软非晶固体屈服转变的标度描述

屈服应力材料在施加足够大的剪切应力时会流动。尽管此类材料无处不在且对工业至关重要，但即使是在温度可忽略不计且不存在剪切带或断裂等流动不均匀性的最简单情况下，目前尚无公认的微观描述来解释它们如何屈服。在此，我们提出了零温下由软颗粒构成的非晶固体中屈服转变的标度描述。我们的描述建立了以下联系：表征屈服应力 ${\Sigma}c$ 附近流动曲线奇异性的 Herschel-Bulkley 指数、阈值处观测到的塑性雪崩的扩展范围和持续时间，以及软斑（或剪切转变区）的密度 $P(x)$ 作为使其屈服的应力增量 $x$ 的函数。我们认为，屈服转变的临界指数可以用三个独立指数 ${\theta}$、$df$ 和 $z$ 来表示，它们分别表征软斑密度、雪崩的分形维数及其持续时间。我们的描述与弹性流形在随机势中驱动时发生的去钉扎转变有一些相似之处，但也呈现出一些显著差异。我们在一个弹塑性模型中测试了我们的论点，该模型是一个类似于去钉扎中使用的自动机模型，但具有不同的相互作用核，发现预测结果在二维和三维中均令人满意地吻合。