低围压水平下QH-E模拟月壤三轴试验技术与力学特性

月球的低重力环境对月面浅层月壤力学特性的影响很大。利用清华大学取自吉林省靖宇县境内的火山灰岩研制出的模拟月壤（QH-E）,对GCTS公司生产的STX型动/应力路径三轴仪重新配置高精度的传感器,并采取专门的试验技术,成功实施了一系列低围压水平（3.13~25 k Pa）的三轴压缩试验。试验结果表明,在低围压水平下：模拟月壤具有显著的剪胀效应;与常规围压水平（50~150 k Pa）结果相比,同一相对密度模拟月壤的峰值摩擦角更高;相对密度越高,峰值摩擦角越大;切线模量和剪切模量均随着围压和相对密度的减小而减小;剪胀角随围压的减小和相对密度的增大而增大,且低围压水平下剪胀角对围压变化十分敏感。最后就低围压下QH-E模拟月壤与饱和砂土特性的差异,及重力场环境和施加围压的介质的影响进行了讨论。

低约束应力下模拟月壤的变形参数及其预测模型

在进行探月装置与月壤的相互作用研究中,需要月壤的变形参数。而月球的低重力环境对月面浅层月壤力学特性的影响是很大的。为此,利用清华大学模拟月壤（QH-E）,采取GCTS动/应力路径三轴仪,实施一系列低围压水平（3.13～25kPa）下的三轴固结排水剪切试验,获得了围压和相对密度对QH-E切线模量、剪切模量和剪胀角等变形参数的影响规律,进而提出变形参数的预测模型。结果表明：1）在3.13～25kPa的低围压水平下,QH-E的切线模量E、剪切模量G都随着围压和相对密度的增大而增大;2）在低压范围内,相对密度增大,剪胀角增大;围压增大,剪胀角降低;3）利用本次试验数据的比较,表明所提出模型的预测精度是较高的。