Force distribution in granular media studied by an energy method based on statistical mechanics
本文提出了一种寻找颗粒试样在静力平衡时内部力分布的正确表达式的方法。该方法以统计力学为基础，通过研究弹性势能在颗粒间不同接触点之间的分配，得到颗粒间的力分布。用球的DEM模拟发现，弹性势的能量分布遵循玻色-爱因斯坦定律，并由此推导出力的分布。本文为用统计力学提供的工具研究粒状材料开辟了一条途径。
2010-03-31 cond-mat.soft physics.comp-ph
Strain dependent viscous response describes the mechanics of cohesionless soft granular materials
本文提出一种带应变依赖弛豫前置因子的一维标准线性固体模型，以描述无黏性软颗粒在不同维度与加载条件下的时变力学响应。
2025-06-10 cond-mat.soft
Thermodynamics and Statistical Mechanics of dense granular media
通过详细的分子动力学和蒙特卡罗模拟%的一个现实的模型，我们表明，颗粒材料在休息可以描述为热力学系统。首先，我们表明，颗粒包装可以由几个参数，尽可能多的流体或固体。然后，在第二个独立的步骤中，我们证明，这些状态可以描述的平衡分布相吻合的统计力学的粉末首先提出的爱德华兹。我们还推导出系统的状态方程作为“构型温度”，其新的密集的热力学参数的函数。
2006-06-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscoelastic material properties determine contact mechanics of hydrogel spheres
本研究通过水凝胶颗粒实验，分离并探究了颗粒材料属性在滑动接触力中的作用，发现剪切模量随时间衰减的粘弹性模型结合库仑摩擦模型可准确捕捉实验结果，揭示了材料演化对颗粒集体行为的影响。
2024-03-24 cond-mat.soft
Statistical mechanics of granular media: An approach A la Boltzmann
我们用气体的统计力学类比来建立颗粒介质的统计力学。被认为是一个各向同性的无序堆积的情况下提交的各向同性应力相等的领域。我们使用一个最大的混乱的假设和拉格朗日乘子的方法来证明力模量的分布呈指数下降，并服从指数衰减统计。这种分布是由上述假设和作为约束的平均应力的存在所引起的。实验和模拟证实了这种分布。我们应用同样的方法来找到一个颗粒集合体的空隙缺陷的分布。它也遵循指数衰减统计。
2005-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Contact tribology also affects the slow flow behavior of granular emulsions
最近的研究表明，接触力学在悬浮液流动动力学中起着重要作用。分散体中颗粒物质之间的接触机制应敏感地取决于分散相的组成：显然，乳液液滴与角状砂粒之间的相互作用不同。因此，我们要问：接触力学在分散介质流动中的作用是什么？我们专注于缓慢的流动，接触是持久的，因此接触力学效应应该是最明显的。为了回答我们的问题，我们合成了具有不同摩擦系数的软水凝胶颗粒。通过使颗粒变软，我们可以在有限的围压下以所有的驱动速率驱动它们。对于具有低摩擦系数的颗粒，我们获得类似于乳液的流变性，但有效摩擦比从其微观接触力学预期的大得多。增加颗粒的摩擦系数，我们发现悬浮液中的流动不稳定性。悬浮颗粒的微观摩擦系数对颗粒层的流动和波动也有很大的影响。我们的“颗粒乳液”的特定流变学提供了进一步的证据，更好地理解微观颗粒相互作用是广泛的相关性分散介质流动。
2018-10-19 cond-mat.soft
Elastogranular Mechanics: Buckling, Jamming, and Structure Formation
将细长体约束成颗粒阵列会导致几何非线性结构中的应力局部化，以及周围颗粒介质的堵塞、重新排序和垂直位错。通过改变晶粒的初始堆积密度和受限弹性体的长度，我们确定了诱导堵塞所需的临界长度，并证明了沿晶界局部化的褶皱之间的复杂耦合。以上的干扰阈值，弹性变形的特征长度的规模与力场波动传播的长度在一个堵塞的状态，这表明有序的颗粒阵列支配的细长结构的变形。然而，过度限制的弹性将诱导一种形式的应力松弛的粒状介质中的位错颗粒通过两个不同的机制，取决于几何形状的限制结构。
2017-06-23 cond-mat.soft
The jamming surface of granular matter determined from soil mechanics results
利用经典土力学的结果，提出了（应力、比容）空间中的堵塞过渡面方程。取轴对称条件，q为偏应力，p'为作用在颗粒骨架上的平均压力，并考虑正常压力范围（10 kPa-10 MPa）堵塞过渡面方程为v = vo-mln（p '/p 'o）+mdln（1+q q/（M' M' p'p'））; M'与摩擦角有关，m和md是取决于土壤特性的两个常数; p' o是“单位”压力。
2005-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress-dependent normal mode frequencies from the effective mass of granular matter
一个零温度临界点已被调用，以控制颗粒物质的异常行为，因为它接近堵塞或机械逮捕。临界性表现在低频正常模式的异常频谱和干扰过渡附近的标度行为。临界点可以解释玻璃和粒状材料等不同系统的特殊力学性质。在这里，我们研究的关键情况下，通过实验测量的正常模式下的颗粒物质的有效质量的极点分解分析的压力下的频率。我们提取了一个复值特征频率，显示缩放$|ω^*(σ)|\simσ^{Ω'}$与消失的应力$σ$的各种颗粒系统。临界指数小于平均场论的预测值，这对解释摩擦耗散颗粒物质的临界指数提出了新的挑战。我们的研究结果揭示了颗粒材料在阻塞转变附近的应力相关声学和衰减的异常行为。
2014-10-20 cond-mat.soft
Rheological properties of dense granular flows
介绍了近年来对稠密颗粒流行为的研究进展。在介绍了颗粒材料的整体流变学之后，我着重介绍了非局部效应的新发展，以及正在进行的关于非均质系统的表面流变学和力学性能演变的研究。
2015-03-18 cond-mat.soft
Granular binary mixtures improve energy dissipation efficiency of granular dampers
本研究通过离散元法模拟填充同材质不同尺寸无摩擦球形颗粒二元混合物的颗粒阻尼器，发现二元混合物的组成会显著影响阻尼效率，为优化颗粒阻尼器的能量耗散性能提供了依据。
2023-02-06 cond-mat.soft
A Simple Incremental Modelling of Granular-Media Mechanics
提出了一种简单的非线性增量模型，用于描述颗粒材料和粉末的轴对称压缩过程。利用恒定侧应力下的压缩试验结果，描述了不排水压缩和增量压缩的主要特征。它推广了特征态的概念。它表明，到达一个给定的临界状态的轨迹应属于（v，q，p）空间中的一个单一的表面，这证实了最近的结果表明，Hvorslev的和Roscoe的表面是同一个表面的一部分。讨论了诱导各向异性的影响，并与经典的camclay模型进行了比较。
2005-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Granular Solid Hydrodynamics (GSH): a broad-ranged macroscopic theory of granular media
迄今为止，对于颗粒介质一直缺乏统一的连续介质力学理论，有些人认为它不可能存在。使用流体动力学方法推导出的GSH就是这样一种理论，尽管它还只是一种定性理论。所考虑的行为包括静态应力分布、弹性波、弹塑性运动、临界状态和快速密流。文中给出了方程及其在几个典型实验中的应用。
2014-07-27 cond-mat.soft
Nonequilibrium Statistical Mechanics and Hydrodynamics for a Granular Fluid
颗粒流体由活化的介观或宏观颗粒（例如，粉末或颗粒），其流动通常看起来类似于正常流体的流动。为了探索定性和定量描述这些流动的理想化模型，这样的流体，一个系统的光滑非弹性硬球，被认为是。以这种方式探索的颗粒流体和正常流体的唯一区别是碰撞的非弹性。在真实颗粒流体中观察到的主要差异确实被这一特征所捕获。在简单介绍真实颗粒流体和理想模型的动机之后，回顾了非平衡统计力学的要素（可观测量、状态和它们的动力学）。详细介绍了硬球相互作用的特点。精确的微观平衡方程的数量，能量和动量密度的推导和它们的平均值描述为一个可能的宏观连续介质力学描述的起源。这种形式上的精确分析通过“正常”状态的概念导致封闭的宏观流体动力学方程。引入了这一概念，推导了Navier-Stokes本构方程，并给出了相应的传输系数Green-Kubo表达式。一个平行的描述粒状气体的动力学理论的背景下，玻尔兹曼极限是确定的关键。构造的“正常”的动力学方程的解决方案的概述，和Navier-Stokes阶流体动力学方程的重新推导的低密度颗粒气体。
2007-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An explicit granular-mechanics approach to marine sediment acoustics
本文采用颗粒力学理论与离散元模拟研究海洋沉积物声学，揭示无序颗粒堆积结构导致相速度和衰减的反常频率标度律。
2024-05-10 cond-mat.soft physics.geo-ph
Mechanisms of dissipation in wet granular matter
本文从实验和理论两个方面研究了影响湿颗粒物力学特性的湿表面碰撞动力学。结果表明，滞后的形成和相邻晶粒之间的液体毛细桥断裂占相当不错的湿颗粒物质的大多数相关的情况下。各种耗散机制进行了讨论，特别强调其相关性。定量分析了断裂能量损失随冲击能量的变化规律。
2007-08-20 cond-mat.soft
Statistical mechanics of granular gases in compartmentalized systems
我们研究了一个简单的动力学方法内包含在两个隔间的$N$颗粒的组装行为。属于每个隔室的颗粒相互非弹性碰撞，并由随机热浴驱动。此外，最快的颗粒可以以取决于它们的动能的速率改变隔室。通过玻尔兹曼速度分布的方法，我们首先研究的动力学模型中的一组耦合方程的人口在容器和颗粒的温度，并找到一个交叉从一个对称的高温相到一个不对称的低温相。最后，为了包括统计波动，我们在直接模拟蒙特卡罗方法中求解模型。与以往的研究进行了比较。
2003-06-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Mechanics of granular column collapse in fluid at varying slope angles
研究了流体中初始体积分数对斜坡上颗粒柱崩塌跳动特性的影响。为了了解颗粒在流体中坍塌的流动动力学，进行了二维亚晶粒尺度的数值模拟。离散元（DEM）技术与格子玻尔兹曼方法（LBM）相结合，用于流体-颗粒相互作用，以了解淹没颗粒流的演变。为了数值稳定性，使用多松弛时间LBM（LBM-MRT）模拟流体相。为了在2D中模拟互连孔隙空间，在LBM计算期间假设颗粒半径（流体动力学半径）减小。将颗粒柱在流体中的坍塌与干燥情况进行了比较，以了解流体对跳动行为的影响。进行参数分析，以评估颗粒特性（初始填充）对0°、2.5°、5°和7.5°倾角下流动和流出距离演变的影响。通过分析滑水、卷水和粘性阻力对颗粒体运动的影响，研究了颗粒体运动的动力学特性。从能量耗散、流动前沿形状、水卷吸和堆积密度演化等机理解释了松散颗粒柱和致密颗粒柱在流体中坍塌流动特性的差异。
2017-06-29 cond-mat.soft physics.geo-ph
Three Comments on "A Simple Incremental Modelling of Granular-Media Mechanics"
使用最近的增量建模，它表明，在临界状态附近的土力学的相空间中的样本的轨迹不受刚度矩阵，但由其变化。该特性用于预测当B-M-1趋于0时，即在临界点附近，伪杨氏模量趋于0，其中B是轴对称测试期间的垂直与横向应力比。尝试理解和预测不稳定的行为是使用相同的建模。强调了该模型与土壤液化结果的兼容性。
2005-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hierarchical Granular Metamaterials
Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院机械工程系）；Department of Mechanical Engineering, University of California Berkeley（加州大学伯克利分校机械工程系）
通过三层设计（轻质工程颗粒、晶体堆积、功能梯度与缺陷）实现冲击吸收增强与低密度下峰值力降低，结合非线性计算与多尺度实验揭示机制，并实现变形与电传输的独立编程。
2026-06-23 cond-mat.soft
Micro-mechanics of fabric and failure in granular materials
本文讨论了颗粒材料中两种形式的感生各向异性的根源：接触取向各向异性和接触力各向异性。一个合理的，数学结构审查的方式，织物各向异性出现和演变过程中加载。织物被表示为一个取向密度，和传输现象，如对流，接触的产生，和扩散控制加载过程中的织物演变的速度。本文提出了具体的可测量形式的所有条款，粒子相互作用的微观力学的基础上。离散元（DEM）模拟用于验证和量化这些条款，使理论可以应用于一般的负载条件。DEM模拟是密集的耐用球体，重点是在大应变下的土壤行为，特别是在临界状态下的结构和强度。一旦该理论得到发展和量化，它被应用于预测中间主应力对强度的影响。
2019-01-01 cond-mat.other cond-mat.soft
Quantitative understanding of the onset of dense granular flows
尽管有许多工业和地球物理应用，但致密颗粒材料在应力下何时以及如何开始流动的问题在很大程度上仍未解决。我们开发和测试一个简单的方程的准静态流动的颗粒状材料，这是基于颗粒填料的摩擦老化的发病。其结果是一个非单调的应力-应变关系-类似于经典的摩擦-是独立的剪切速率。这种关系足以理解老化颗粒介质的阈下变形及其固液相变。我们的研究结果还阐明了（流）的机械性能的历史依赖性，以及对初始制备的颗粒介质的敏感性。
2022-09-12 cond-mat.soft
Dynamic Behaviors of Supersonic Granular Media under Vertical Vibration
利用高速摄影技术对振动流化颗粒物料进行了实验研究。统计结果给出了颗粒材料在一个循环内的平均动力学行为，包括颗粒材料的高度、速度和质心的机械能的变化。与随机动能相对应的颗粒温度时空分布表明，在压缩阶段，颗粒温度出现峰值，并以陡峭的锋面向上传播。在陡峭的前的马赫数被发现是大于1，表明在超音速颗粒介质中传播的冲击。
2005-11-29 cond-mat.soft
Connecting discrete particle mechanics to continuum granular micromechanics: Anisotropic continuum properties under compaction
本文针对单分散球形弹性颗粒在模压成型条件下的宏观行为和颗粒水平行为建立了系统的力学联系。采用细观颗粒力学方法（GMA），在静态假设下，从细观尺度下颗粒间相互作用在不同方向上的平均行为出发，推导出横观各向同性材料的刚度张量。两个粒子尺度的方向密度分布函数，即方向分布的组合力学几何属性和方向分布的纯几何属性，提出和参数化的五个独立的参数。对称化切线刚度张量的五个独立分量也是通过离散粒子力学（PMA）计算加载路径点周围的九个扰动来确定的。最后，通过最小化PMA计算与GMA之间的误差来获得这五个GMA参数的最佳值。压实过程中刚度张量的封闭形式预测。结果表明，GMA与静态假设是有效的捕获加载过程中的各向异性演变的微观结构，即使没有描述接触独立，而是占他们在平均意义上。
2018-02-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
Entropy and Temperature of a Static Granular Assembly
颗粒物质由大量的颗粒组成，这些颗粒的集体行为决定了宏观性质，例如流动和机械强度。因此，颗粒物质性质的综合理论需要一个统计框架。在分子物质中，建立在能量守恒原理上的平衡统计力学提供了这个框架。然而，颗粒是小而宏观的物体，其相互作用是耗散的，因为能量可能会通过内部自由度的激发而损失。在这项工作中，我们构建了一个统计框架的静态，机械稳定的包装的谷物，这平行的平衡统计力学，但能量守恒取代有关的机械应力张量的函数的守恒。我们的分析表明存在一个具有熵的所有属性的态函数。特别是，最大化这个态函数导致这些系统的一个明确定义的颗粒温度。合奏的预测进行了验证，对模拟填料的无摩擦，可变形的磁盘。我们的证明，统计系综可以通过确定的其他保守量的能量是一种新的方法，有望开辟其他非平衡系统的统计描述的途径。
2007-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Continuum mechanics of differential growth in disordered granular matter
针对无序颗粒物质力学响应缺乏完整连续介质描述的问题，提出将生长场纳入平衡方程的奇偶极屏蔽几何理论，预测并模拟验证了非均匀生长场引发的异常位移场，揭示了奇参数与泊松比的关系。
2024-08-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Inter-dependence of the volume and stress ensembles and equipartition in statistical mechanics of granular systems
我们讨论了颗粒物质的统计力学，并得到了几个有意义的结果。首先，我们表明，与普遍的看法相反，体积和应力合奏是相互依赖的，有必要使用两者。我们使用的组合合奏明确计算二维系统的结构和应力相关的量的期望值。因此，我们表明，结构特性可能取决于angoricity张量和基于应力的量可能取决于压实。这对之前静态颗粒系统的统计力学分析以及期望值的相关推导提出了质疑。其次，我们建立了一个有趣的均分原则的存在-总体积之间的结构和应力相关的自由度平均分配。第三，我们推导出一个表达式的压实度，使它能够量化它从宏观测量。
2012-10-21 cond-mat.soft math-ph math.MP
Granular Solid Hydrodynamics (GSH): from Quasi-Static Motion to Rapid Dense Flow
{ \sc gsh}是一种连续介质力学理论，用于定性解释各种颗粒现象。为了探索和证明它的宽度，简单的解决方案{ \sc gsh}相关的颗粒现象和本构模型，包括（i）为零的剪切速率：静态应力分布和弹性波的传播;（ii）在缓慢的速度：临界状态，剪切带，亚塑性和测压模型;（iii）在较高的速度：MIDI模型，在Bagnold制度的快速密集流。一个统一的，紧密相关的颗粒物理学的理解出现作为这些现象的结果，采用一个单一的框架进行排序和解释。
2012-07-05 cond-mat.soft
Highly strained mixtures of bidimensional soft and rigid grains: an experimental approach from the local scale
颗粒系统并不总是均匀的，可以由具有非常不同的机械性能的颗粒组成。为了提高我们对真实颗粒系统行为的理解，在这项实验研究中，我们压缩了由软颗粒和刚性颗粒组成的二维双分散系统。通过最近开发的实验装置，\md{from the measurement of the displacement field we can}遵循从每个粒子内部到整个系统尺度的颗粒介质的所有机械可观测量。我们\md{are able to}检测这些可观的干扰过渡，并研究他们的演变深堵塞状态的包装分数高达$0.915$。我们展示了这样一个系统的行为的唯一性，\md{in which way}它类似于纯软或刚性系统，以及它是如何不同于它们的。这项研究构成了第一步，更好地了解颗粒材料的力学行为，是多分散的颗粒流变学。
2021-03-22 cond-mat.soft
A statistical mechanics framework for static granular matter
近年来，颗粒材料的物理性质得到了广泛的研究。然而，到目前为止，除了唯象干扰图之外，还没有一个理论框架能够以统一的方式解释观测结果[1]。这项工作的重点是静态颗粒物质的情况下，我们已经建立了一个统计系综[2]，它反映了平衡统计力学。这个合奏，这是基于应力张量的守恒性质，是不同于原来的爱德华兹合奏，并适用于包装的变形颗粒。我们将其与场理论分析的包装，其中该领域是艾里应力函数来自力和扭矩平衡条件。在这个框架中，J点的特征在于压力波动的发散刚度。另外，我们提出了一个唯象的平均场论的干扰过渡，其中包括平均接触数作为一个变量。我们在[3，4]提出的边际刚性图的背景下将这两种方法联系起来。
2008-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The yielding of granular matter is marginally stable and critical
致密颗粒材料的机械屈服是一种迷人的流变现象，超过此范围，在足够大的变形下，应力不再随应变而增加。理解与屈服相关的机械响应行为是颗粒物理学以及其他相关领域（包括玻璃物理学、材料科学、微物理学和活性物质生物物理学）的基本目标。然而，尽管近半个世纪的理论努力，在非晶态固体屈服的性质仍然在很大程度上难以捉摸相比，其晶体对应物。在这里，我们的实验研究的力学响应的二维双分散堵塞磁盘进行体积不变的纯剪切，专注于屈服的行为。我们表明，剪切下的配置的微观力学和几何特征可以用两个临界指数的弱力和小间隙分布最初提出的各向同性干扰过渡。通过两个指数之间的标度关系，我们发现屈服转变满足边际力学稳定性条件，屈服后出现全局失稳。屈服的临界性是由一个显着的磁化率峰值，量化的玻璃重叠序参量的波动揭示。此外，我们发现一个明显的过渡屈服前，这是与发病的结构各向异性。
2023-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Quasi-static mechanics of granular materials
这本法文教科书描述了宏观尺度下准静态状态下粒状材料的流变学。它开始定义凝聚力，摩擦和库仑方法，从大应变范围。然后，它集中在范围内的小和中等的变形时，介质可以膨胀，如果它是致密的，不同的具体的典型测试（oedometric，恒压，定容）的定义，他们导致的行为仔细描述和他们的依赖于初始密度回忆。摩擦力和摩擦力的作用被举例说明，并且它们与偏应力也有联系。定义了“自然”“相空间”，即（比容、平均压力、轴向或偏应力）。然后定义了“临界”状态、“特征”状态和Rowe的耗散定律，并从塑性形变的角度分析了上述行为，表明这些行为遵循特定的耗散规律。一个各向同性的增量模型，然后提出和研究，与伪泊松系数的应力比的演变。该模型与实验趋势吻合较好，但理论简单，尤其是对等容压缩和等容压缩的描述较为准确。循环行为，然后描述，和他们的联系与土壤液化，特别注意的作用，应力比。微观宏观通道的基本概念给出，从一个理论方法导致的力的指数分布，然后它提出了一个理论的压实介质的压力，预测的v-log（p）法的临界状态。
2005-07-13 cond-mat.soft
A constitutive model for brittle granular materials considering the competition between breakage and dilation
基于新近提出的破碎力学理论，提出了一种脆性颗粒材料的本构模型。与以前的断裂力学为基础的模型相比，所提出的模型进行了改进，以捕捉应变软化的临界状态下观察到的峰值应力在致密试样剪切，并同时演变的断裂和扩张。考虑膨胀和颗粒破碎之间的竞争，使模型能够捕获破碎引起的围压增加时的塑性和峰值强度的降低。模型参数对整体材料响应的影响通过基于基准实验数据集的详细校准过程来描述。排水三轴压缩实验的两个砂的预测结果的比较表明，丰富的模型成功地捕捉应变软化的固结试样，剪切驱动的应力-应变行为在不同的限制水平向临界状态的演变，从固结到压实的体积响应的过渡，和颗粒级配的演变，由于分布的破碎事件。所提出的框架是能够定性地再现实验观察到的应力-粘性-破碎关系在脆性颗粒材料在低压制度。
2019-02-20 cond-mat.soft
Experimental Study of the Nematic Transition in Granular Spherocylinder Packings under Tapping
该研究结合X射线断层扫描与Edwards系综，提出考虑重力和机械稳定性的经验自由能，以解释敲击球柱体堆积中的向列相转变、相共存及成核能垒。
2023-09-26 cond-mat.soft
Fluctuations, Correlation and Representative Elementary Volume (REV) in Granular Materials
一般来说，颗粒物质的力学是使用连续介质力学方法描述的;这需要引入应力和应变的概念，它们是平均量，因此还需要引入代表性基本体积（REV）的概念，高于REV的平均量具有一些物理意义。由于颗粒物质中的局部量在空间上波动，应力和应变的局部测量也会表现出波动，其典型幅度取决于采样大小L。本文对这一问题进行了讨论，并分析了产生大尺度相关的原因.本文计算了尺寸为L*L的平面上的平均应力s，并求出了当局部力不相关时的应力波动幅度Ds，发现Ds/s与1/L成比例。它还表明，大规模的波动应力总是可以解释为一个不均匀的应力场和静力平衡修改的平均应力施加到杆（在2D），即使它不扰动的接触力分布。将最后的结果与实验进行比较，实验表明每个杆的触点数量N（在2d中）为2<N<3。Pacs编号：5.40 ; 45.70 ; 62.20 ; 83.70.Fn
2005-06-15 cond-mat.soft
Proportional Paths, Barodesy, and Granular Solid Hydrodynamics
由Goldscheider规则（GR）总结的比例路径-指出给定恒定的应变速率，应力的演变保持其分量的比例-是粒状介质中弹塑性运动的特征。由Kolymbas最近提出的本构关系Barodesy是一种以GR为输入的模型，它成功地解释了土力学实验的数据。颗粒固体流体动力学（GSH），一个理论，来自物理学的一般原理和两个假设的基本行为的颗粒介质，被构造为定性地解释了广泛的观察-从弹性波的弹塑性运动，以快速稠密流。在本文中，显示从气压测量和GSH的结果非常相似，我们进一步验证GSH和GR提供了一个理解。
2012-12-16 cond-mat.soft
Effects of reduced gravity on the granular fluid-solid transition: underexplored forces can dominate soft matter behaviors
本文以白皮书形式探讨减重力环境下颗粒系统流体-固体转变中的未充分探索力，揭示其对软物质行为的主导作用，并阐述其对基础科学和太空探索的意义。
2023-07-07 cond-mat.soft
Edwards Statistical Mechanics for Jammed Granular Matter
在1989年，山姆·爱德华兹爵士提出了一个有远见的建议，使用类似于热平衡统计力学的等概率堵塞状态的体积系综来处理堵塞的颗粒材料，尽管它们具有固有的非热特性。从那时起，统计力学的方法堵塞的物质已经获得了大量的关注，由理论家和实验学家。在这里，我们回顾了一个系统的方法来堵塞的问题的基础上爱德华兹统计力学合奏。我们讨论了基于体积函数的微正则系综和正则系综的构造，它取代了阻塞系统中的哈密顿量。在各个层次的近似方案的重要性，强调导致合奏平均数量，如包装分数和接触力分布的定量预测。概述了阻塞状态的现象学和实验，模拟和理论模型，仔细检查强假设爱德华兹的方法，包括最近的结果表明爱德华兹遍历假设的有效性阻塞状态。讨论了组成颗粒范围从球形到非球形（如二聚体、聚合物、椭圆体、球柱体或四面体）、硬颗粒和软颗粒、摩擦颗粒、无摩擦颗粒和粘性颗粒、任何尺寸的单分散颗粒和多分散颗粒的包装的理论框架，提供了对所有堵塞物质统一相图的见解。此外，还建立了Edwards系综亚稳堵塞态与自旋玻璃亚稳性之间的联系。这突出表明，包装问题可以被理解为一个约束满足问题排除体积和力和扭矩平衡导致爱德华兹合奏之间的统一框架的等概率堵塞状态和平衡自旋玻璃。
2017-10-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Predicting high rate granular transition and fragment statistics at the onset of granular flow for brittle ceramics
脆性材料在冲击载荷作用下表现出从裂纹固体到粒状介质的转变。这种过渡到颗粒力学和由此产生的初始碎片的大小和形状分布在计算模型的适当表示还没有得到很好的理解。目前的工作提供了一个数值模型来分析竞争裂纹聚结的过渡制度，并提供洞察粉碎的发病和随后的颗粒流的初始条件。从初始缺陷，使用翼裂纹增长为基础的损伤模型获得的裂纹统计已被用来离散模拟椭圆形裂纹在三维空间中，有和没有一个最小的交叉约束。这些裂纹，然后允许合并与附近的裂纹沿有利的方向和输出的碎片统计已被预测。不断发展的破碎提供洞察粉碎的发病以及最终过渡到颗粒力学和由此产生的初始碎片统计。一个简单的唯象模型已被提出，建议一个过渡标准类似的数值模型中获得的。
2020-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
The Critical State and the Steady-State solution in Granular Solid Hydrodynamics
接近临界状态--从部分弹性到完全塑性的转变--被认为是土力学中颗粒现象的最大特征。通过将临界状态确定为弹性应变的恒定状态解，并将主要结果呈现为透明的解析表达式，澄清了这一重要现象的物理学。
2010-10-26 cond-mat.soft physics.geo-ph
A giant overshoot effect in the Janssen granular column
我们提出了新的实验结果的力学行为的静态颗粒组件限制在一个垂直柱。我们的测量确认，第一次，通用的杨森的缩放应力饱和曲线。因此，我们表明，在各向同性弹性的上下文中，泊松比和颗粒填充分数之间的关系。此外，使用一个系统的研究的过冲效应所产生的最高质量等于饱和质量，我们表现出的行为再现定性的各向同性弹性材料，但在一个壮观的振幅的颗粒组装的情况下。这些实验结果是对任何颗粒物质理论的有力检验。
2002-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mesoscopic Physics of Granular Flows
我们提出了一个描述的颗粒动力学的基础上的流体和固体成分之间的分化的想法。首先，我们建立了一个完全流化相模型。然后，我们讨论了一个剪切面运动的边界上的散装固相，引起的移动壁。我们的结果包括厚度依赖的发展雪崩，密度和速度分布的颗粒库埃特流实验的速度。
1999-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elastic Energy, Fluctuations and Temperature for Granular Materials
我们探测，使用模型系统，弹性和动能剪切颗粒材料。对于足够大的$P/E_y$（压力/杨氏模量）和$P/ρv^2$（$P/$动能密度），弹性支配动能，并且能量波动本质上主要变为弹性。在最近的实验中可能已经达到了这种状态。我们考虑一个泛化的颗粒温度，$T_g$，与动力学和弹性条款，并顺利地从一个政权到其他的变化。该$T_g$与根据平衡统计力学调整的温度大致一致。
2003-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A nonlocal contact formulation for confined granular systems
我们提出了一个非局部的接触力学，占变形的相互作用，由于多个接触力作用在一个单一的粒子。分析配方考虑了非局部介观变形特性的约束颗粒系统的影响，因此，删除了经典的独立接触的限制。这与传统的接触力学理论形成鲜明对比，传统的接触力学理论是严格局部的，并且假设接触是独立的，而不管粒子的约束如何。为了明确起见，我们把注意力限制在没有引力、附着力或摩擦力的弹性球体上。因此，非局部公式的一个显著特征是，当忽略非局部效应时，它简化为赫兹理论。此外，我们表明，根据上述假设和适度的宏观变形，预测的非局部接触配方是在显着的协议与详细的有限元模拟和实验观察，并在很大的分歧与赫兹理论的预测-支持的假设，独立的接触只适用于小变形。通过对周期性均匀系统和无序非均匀系统的研究，证明了本文提出的扩展理论与赫兹理论之间的差异。
2011-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Friction-controlled reentrant aging and fluidization in granular materials
本研究通过离散元模拟揭示摩擦在颗粒材料循环剪切压实中的双重作用，发现重入的非单调流化行为，并阐明其控制老化与流化的微观机制。
2025-10-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multi-functional foot use during running in the zebra-tailed lizard (Callisaurus draconoides)
在坚实、水平、平坦、防滑的表面上奔跑的各种动物似乎用腿弹跳;四肢中的弹性元件可以在每一步中储存和返回能量。在自然地形中跑步的力学和能量学，特别是在压力下可以屈服和流动的表面上，人们还不太了解。斑尾蜥蜴（学名：Callisaurus draconoides）是一种小型的沙漠多面手，有一个大的、细长的、腱状的后足，能在各种自然基质上快速奔跑。我们使用高速视频获得详细的三维固体和颗粒表面上运行的运动学，揭示腿，脚，和基板力学有助于其高运动性能。以~10体长/s（~1 m/s）的速度运行，质心在两种基底上像弹簧-质量系统一样振荡，在颗粒表面上步幅仅减少15%。在固体表面上，后肢的支撑弹簧模型显示，后肢节省了每步所需的大约40%的机械功，这对蜥蜴的小尺寸来说意义重大。在颗粒表面上，穿透力模型和假设的次表面足旋转表明后足划动通过流化颗粒介质，并且在基底的不可逆变形期间每步损失的能量与质量质心的机械能的减少没有区别。上后腿肌肉必须在颗粒表面上执行三倍于固体表面的机械功，以补偿足部和基底内损失的更大能量。
2013-03-29 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Programming Active Cohesive Granular Matter with Mechanically Induced Phase Changes
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Claremont McKenna College（克莱蒙特·麦肯纳学院）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
提出结合自组织粒子理论与无数字计算、少传感的活性黏性颗粒机器人实验，通过机械诱导的吸引相变实现聚集、分散及集体输运杂质。
2021-02-02 cond-mat.soft cs.DC cs.RO
The Statistical Physics of Athermal Materials
平衡统计力学的核心是统计系综的概念：一组微观状态，每一个状态都有一个先验概率，而这个概率只取决于一些宏观参数，如温度、压力、体积和能量。在这篇综述文章中，我们讨论了最近的进展，建立统计系综的非热材料。大类粒状和颗粒状材料不受热波动的影响，因为其成分是宏观的。此外，颗粒之间的相互作用是摩擦和耗散的，这使平衡统计力学的基本假设失效。然而，粒状材料表现出微观量的分布是可再现的，往往只取决于一些宏观参数。我们探讨了历史上的统计合奏思想的背景下，粒状材料，澄清这种合奏的性质和它们的基本原则，突出的进展，在测试的关键思想，并讨论合奏的应用程序来分析粒状材料的集体行为。
2014-04-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
