湿颗粒材料的抗剪强度：宏观黏聚与有效应力
软凝聚态物质
2018-03-02 v1 计算物理
摘要
对处于小饱和（ pendular，桥连）范围内孤立液桥、液体含量变化的湿聚苯乙烯珠粒集合体，在稳态均匀准静态剪切流下进行了流变测量，并辅以系统的离散数值模拟研究。当将颗粒间摩擦系数设为 0.09（适用于干物料）时，数值结果与实验结果定量一致。记录剪切阻力与固体分数作为约化压力 p（法向应力与毛细桥拉伸强度之比）的函数。Mohr-Coulomb 关系在 p 大于 2 时适用，其中黏聚力 c 与 p 无关。接触力对应力贡献作为有效应力作用的假设，在数值研究的整个参数范围内相当好地预测了抗剪强度。定义了广义 Mohr-Coulomb 黏聚力 c，其与干物料内摩擦、配位数及毛细力网络各向异性相关。忽略毛细剪切应力的 Rumpf 公式近似在 pendular 区较大的饱和范围内是正确的，但无法描述其在小液体含量时的下降。
引用
@article{arxiv.1802.08172,
title = {Shear strength of wet granular materials: macroscopic cohesion and effective stress},
author = {Michel Badetti and Abdoulaye Fall and François Chevoir and Jean-Noël Roux},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.08172},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 22 figures (25 images or plots). Submitted for publication in European Physical Journal E