克日,,,,武汉大学水资源工程与调理天下重点实验室、水利水电学院科研团队在岩土工程领域权威期刊《Acta Geotechnica》(中科院一区,,,,IF=5.6)揭晓了题为“Influence of loading conditions on mechanical behaviors of lunar regolith simulant WHU-1 based on Chang’e-5 returned samples”(基于嫦娥五号返回样本的月壤模拟物WHU-1在差别加载条件下的力学行为研究)的论文,,,,总结了课题组关于嫦娥五号返回样品模拟物力学性子研究的最新希望。。。。。。


https://doi.org/10.1007/s11440-025-02553-7
*论文版权归原作者和出书方所有,,,,本文仅为学术交流。。。。。。
以下是对这项效果的简要先容:
论文概述
研究配景
月球的极端情形(地表重力1.6 m/s?,,,,真空度10?? Pa)对工程力学提出了特殊挑战,,,,古板地球岩土力学理论因重力场差别和大气压滋扰无法直接应用。。。。。。嫦娥五号使命仅取回1731克月壤样本,,,,样本稀缺性进一步制约了研究希望。。。。。。为突破这一限制,,,,研究团队基于嫦娥五号月壤的粒度特征,,,,开发了WHU-1高保真月壤模拟物,,,,其粒径中值(D50)仅为30.96微米,,,,颗粒棱角明确,,,,矿物组分与真实月壤高度一致,,,,并具备更优的一连级配。。。。。。该模拟物为系统开展月壤力学试验涤讪了质料基础。。。。。。
试验要领概述
研究通过反压控制剪切试验系统,,,,对WHU-1月壤模拟物举行了三轴压缩试验和直剪试验。。。。。。三轴压缩试验在差别情形压力下,,,,划分以水和空气作为围压介质举行加载;;;;;直剪试验则提供了与三轴试验差别的侧向约束条件。。。。。。通过这些试验,,,,研究团队剖析了围压介质、侧向约束条件和情形压力等要害因素对WHU-1力学行为的影响。。。。。。
试验结论
(1)三轴试验效果:在反压控制的三轴试验中,,,,水压荷载在弱侧向约束下会爆发显著的压差,,,,导致黏聚力被低估,,,,内摩擦角被高估。。。。。。径向应力和情形压力显著影响颗粒间相互作用,,,,形成多种剪切带,,,,决议差别的破损模式。。。。。。降低情形压力会使剪切强度关系从线性变为二次函数,,,,强调了在真空条件下进一步实验的须要性。。。。。。
(2)直剪试验效果:直剪试验中,,,,剪切力集中在单个平面上,,,,导致强度响应随荷载增添呈非线性。。。。。。相比之下,,,,三轴试验提供匀称约束,,,,在高应力下能获得更稳固的黏聚力和内摩擦角值。。。。。。这些效果强调了凭证详细应力条件选择合适测试要领的主要性。。。。。。
(3)WHU-1模拟物特征:WHU-1模拟物体现出更高的黏聚力,,,,归因于其更细的粒径漫衍和更普遍的颗粒级配。。。。。。这批注嫦娥五号月壤可能比阿波罗样品具有更高的内摩擦角和更强的黏聚力。。。。。。
试验装备
试验使用GDS动态反压直剪仪DYNBPS和科研级动三轴试验系统DYNTTS,,,,以及手艺团队自主研发的专用装备。。。。。。

论文图表一览
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