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题名基于粒形特征影响的月壤静力学及流动特性离散元研究
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作者
石安宁
蒋明镜
王思远
林嘉禹
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机构
天津大学建筑工程学院土木工程系
苏州科技大学土木工程学院
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出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第4期749-758,共10页
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基金
海南省重点研发计划项目(ZDYF2021SHFZ264)
国家重大自然灾害防控与公共安全重点专项(2022YFC3003400)
国家自然科学基金创新研究群体项目(42221002)。
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文摘
由于月壤独特的颗粒形态及物理力学特性,研究其与不同材料间静力学及流动特性差异对于月球原位资源利用、基地选址及建造具有重要指导意义。基于真实月壤粒形特征数据,采用离散单元法对月壤静力学及流动特性进行了研究。首先基于嫦娥五号携带返回月壤样品粒形特征,使用三维完整接触模型,确定不同粒径月壤形状参数(抗转动系数β),以期反映真实月壤样品宏观静力学及流动性响应;随后对月壤、丰浦砂及玻璃珠等材料进行不同围压下三轴试验和不同转速下转筒试验离散元模拟;最后对3种材料的静力学及流动特性进行了对比分析。离散元模拟结果表明:在三轴试验模拟中,相较于其他材料,真实月壤表观黏聚力及内摩擦角明显偏大,且在剪切过程中表现出一定剪胀特性。在转筒试验模拟中,相较于其他材料,真实月壤工况稳态倾角和剖面孔隙比更大,而剖面剪切速率及配位数更小。在一定惯性数范围内,真实月壤有效摩擦系数最大,使其表现出较低的流动性。
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关键词
嫦娥五号
月壤粒形特征
转筒
离散元
流动特性
有效摩擦系数
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Keywords
Chang’E-5 mission
lunar regolith
grain shape characteristic
rotating drum
DEM
flow mobility
effective friction coefficient
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分类号
TU432
[建筑科学—岩土工程]
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