Sensitivity of the stress response function to packing preparation

Abstract

A granular assembly composed of a collection of identical grains may pack under different microscopic configurations with microscopic features that are sensitive to the preparation history. A given configuration may also change in response to external actions such as compression, shearing etc. We show using a mechanical response function method developed experimentally and numerically, that the macroscopic stress profiles are strongly dependent on these preparation procedures. These results were obtained for both two and three dimensions. The method reveals that, under a given preparation history, the macroscopic symmetries of the granular material is affected and in most cases significant departures from isotropy should be observed. This suggests a new path toward a non-intrusive test of granular material constitutive properties.

Relação entre Propriedades Micromecânicas de Sistemas Granulares Bidimensionais e Propriedades Geométricas da Tesselação de Voronoi

“…Nos trabalhos realizados por Atman et al [1], as simulações baseadas em MD, resolvendo as equações de Newton, mostraram resultados interessantes, tais comos os da Figura 2.…”

“…Em 2005, Atman et al [1] analisaram os perfis de respostaàs tensões para sistemas granulares sujeitos a preparações distintas. Nesse artigo, discutiu-se sobre medições experimentais em arranjos bidimensionais construídos com grãos fotoelásticos, experimentos em pilhas tridimensionais e, finalmente, apresentaram dados obtidos por meio de simulações numéricas de empilhamentos granulares.…”

“…Podemos exemplificar duas formas diferentes no preparo das amostras devido ao método como elas foram depositadas -grão-a-grão "GG" ou tipo chuva "RL". Outra diferença que podemos imporàs nossas amostrasé o tipo de perturbação, como, por exemplo, uma força aplicada verticalmente no topo da pilha formada ou uma força aplica em diagonal [1].…”

“…Neste artigo trabalhamos com duas formas de deposição, "grão-a-grão" (GG) e "tipo chuva" (RL), sendo a dinâmica dos grãos, desde o início de sua deposição até a configuração de repouso da pilha, simulada [1] por meio da técnica de Dinâmica Molecular (MD).…”

Unjamming due to local perturbations in granular packings with and without gravity

“…The response of granular media to local perturbations have been studied widely both in experiments [4,5,6,7,8] and in computer simulations [8,9,10,11]. The majority of these studies apply small force overloads to study the stress response inside the bulk of material.…”