剪切激活的颗粒床中的'下沉'

我们展示了弱力$f$如何使侵入者在受外部力学激发(此处为逐步剪切)的致密颗粒材料中运动。力作用于二维光弹性圆盘系统中的Teflon圆盘上。该力远小于无任何外部激发时移动圆盘所需的最小力。在一个循环中，材料+侵入者从$\gamma = 0$准静态剪切至$\gamma_{max}$，然后反向回到$\gamma = 0$。在各循环阶段中，形成脆弱态和阻塞态。净侵入者运动$\delta$发生在由剪切反转产生的脆弱期内。每循环的$\delta$，即准静态速率$c$，是恒定的，线性依赖于$\gamma_{max}$和$f$。它消失为$c \propto (\phi_c - \phi)^a$，其中$a \simeq 3$且$\phi_c \simeq \phi_J$，反映了颗粒系统在$\phi \rightarrow \phi_J$下剪切时的硬化。侵入者运动诱发大尺度颗粒环流。在侵入者参考系中，该运动是流体流过圆柱的颗粒类比，其中$f$是流动施加的拖曳力。