發(fā)布時(shí)間：2017-12-09 20:07

  本文關(guān)鍵詞：模擬月壤的滲水力模型試驗(yàn)研究

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【摘要】：我國進(jìn)行探月工程,對于開發(fā)空間資源、維護(hù)和平以及增強(qiáng)綜合國力具有深遠(yuǎn)的意義。月球車在月球上行走、月壤的原位勘察測試取樣以及月球基地的建設(shè),都需要我們對人工裝置與月壤相互作用問題有明確的認(rèn)識。月壤的物理力學(xué)性質(zhì)和工程性質(zhì)對這些問題有非常重要的影響。在地球上研究上述相互作用問題需要重視不同重力場對模擬月壤工程性質(zhì)的影響。 本文選用過0.5mm篩的吉林靖宇黑色火山灰作為模擬月壤的原料,它能夠較好地模擬真實(shí)月壤的主要物理力學(xué)性質(zhì)。對模擬月壤進(jìn)行了干土和飽和三軸剪切試驗(yàn),獲得了一些基本的物理力學(xué)參數(shù)。 本文采用的自制滲水力模型試驗(yàn)裝置由試驗(yàn)箱、測量記錄裝置、試驗(yàn)臺等幾個(gè)部分構(gòu)成,通過該模型試驗(yàn)裝置來研究不同重力場對載荷板系統(tǒng)、圓管系統(tǒng)和拉板系統(tǒng)等月面探測器簡化人工裝置與模擬月壤相互作用的影響。在1/6g、1g、2g和6g模擬重力場下所進(jìn)行的試驗(yàn)表明:不同重力場對同一尺寸的人工裝置的影響較為明顯。隨著模擬重力場的增大,在載荷板、圓管、和拉板達(dá)到相同位移時(shí)候所受的力、壓強(qiáng)等也相應(yīng)的增大,但它們的增大倍數(shù)不同于重力場的增大倍數(shù)。邊界效應(yīng)對模型有一定影響,以圓管貫入為例,在相同的模擬重力場和尺寸情況下,中心圓管受力要比距離中心10cm處的略大一些。對于圓管貫入的剪切應(yīng)力,2g和6g重力場下,小圓管剪切強(qiáng)度是迅速達(dá)到峰值后逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài),而中圓管和大圓管的剪切強(qiáng)度則在開始發(fā)展緩慢,直到貫入達(dá)到一定的深度后才開始增加,并保持增加趨勢。在1/6g重力場下,剪切強(qiáng)度從開始一直呈現(xiàn)增長趨勢,直到達(dá)到峰值后穩(wěn)定;在1g重力場下,在初始階段,小圓管和中圓管剪切強(qiáng)度迅速達(dá)到啟動強(qiáng)度后降低并趨于穩(wěn)定,而大圓管則在貫入達(dá)到一定深度才后開始緩慢增加。拉板在拉出土體時(shí)的凈拉力峰值與相應(yīng)加速度存在較好的線性關(guān)系,但是與理論值還有較大的差距。 本文的研究結(jié)論,可為在地球上研究月球車、勘探裝置與模擬月壤相互作用以及月球基地的建設(shè)提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：P184

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本文編號：1271666