در این پایان نامه رفتار مواد دانه ای را تحت نیروهای برشی به صورت تجربی مطالعه کردیم. در ابتدا نتایج یک مطالعه تجربی در مورد تشکیل طرح در مخلوط معلقی از مواد دانه ای تحت ارتعاشات افقی بررسی شده است. آزمایش ها نشان می دهد یک مخلوط همگن از ذرات دانه ای و آب، تبدیل به یک مخلوط ناهمگن، شامل نوارهای راه راه در محدوده خاصی از بسامد و دامنه ارتعاش می شود. طرح های تشکیل شده به صورت ساختارهای لایه ای عمود بر جهت نوسان می باشد. علاوه بر این در سیستم، درشت دانه شدن هم اتفاق می افتد. هر دو فرایند درشت دانه شدن و لایه ای شدن به آهستگی پیش می رود و در نهایت سیستم به حالت پایا می رسد. نتایج مشابه در شبیه سازی های دینامیک مولکولی برای ترکیب های دوتایی از مواد دانه ای، شامل ذرات بزرگ غوطه ور در ذرات کوچک مشاهده شده است. در ادامه در یک مسأله تجربی متفاوت همزیستی و گذار بین نوارهای برشی را مطالعه کردیم. چیدمان آزمایشی، شامل دو استوانه هم محور است، که صفحه پایینی در محل استوانه خارجی دارای شکاف است. نشان دادیم که نمایه های سرعت غیر بدیهی، که نتیجه تشکیل همزمان نوارهای برشی در داخل سیستم و در کنار دیواره هاست، مشاهده می شوند. مدل افت و خیزی نوار برشی بر پایه اصل کمینه اتلاف به داده های تجربی برازش شده است که توافق بسیار خوبی با نتایج تجربی نشان می دهد. علاوه بر این مشاهده شد که با پایین آوردن سرعت برشی تا زیر حد آستانه، تقارن حالت اولیه سیستم، شامل حضور همزمان دو نوار برشی در کناره ها به طور خود به خودی شکسته می شود. در انتها بستگی پاسخ برشی سیستم دانه ای (تنش شارشی و توزیع بهمن هایی که قبل از شارش کلی سیستم اتفاق می افتند) به پارامترهایی مانند کسر پکیدگی، عمق نفوذ جاروب، سرعت افزایش تنش و همین طور هندسه جاروب را بررسی کردیم. تنش برشی به یک پکیدگی معین از مواد دانه ای با چرخاندن جاروب که داخل محیط دانه ای تا عمق مشخصی فرو رفته است، توسط دستگاه رئومتر اعمال می شود. بهمن هایی که قبل از آستانه شارش اتفاق می افتند، در گستره وسیعی از اندازه ها رخ می دهند. تابع توزیع بهمن ها به خوبی توسط تابع توانی بدست آمده از مدل تئوری برازش شده است