无摩擦静态二维颗粒模型介质中的应力分布

我们展示了二维（2D）静态模型沙堆的模拟，并重点研究了由此类离散颗粒构成的阵列中的应力分布。我们采用了最简单的可能模型，即在接触时起作用的带有线性弹簧和线性缓冲器且无任何摩擦力的球形颗粒。我们的模型能够重现近期的若干理论预测。针对不同的边界条件，我们研究了阵列中以及沙堆底部的接触网络和应力。在某些情况下，我们在沙堆中心下方观察到了凹陷（dip），即压力的相对极小值。我们将该凹陷与成拱效应联系起来，并将成拱效应与接触网络的结构联系起来。最后，我们发现微小的多分散性就足以引起所谓的应力网络，即应力的剧烈波动。基于这些数据，我们确定了底部垂直应力的概率分布，并将其与理论及其它数值研究工作联系起来。