三种环境下月壤削坡试验离散元分析

摘要

在未来的探月计划中的基地建设和资源开采等活动,不可避免地涉及月壤快速削坡过程.然而,月面环境与地球环境相差很大,比如低重力、高真空等,故而从地面环境得到的有关快速削坡的认知不可直接运用到月面环境.因此,有必要研究月面特殊环境对月壤快速削坡试验的影响.本文将颗粒间的抗转动作用和范德华力引入月壤微观接触模型,并植入到颗粒流软件(particle flow code,PFC)中进行3种环境下(月面环境、不考虑范德华力月面环境、地面环境)月壤快速削坡试验模拟,对比分析了重力场和范德华力对快速削坡试验中流滑距离、坡后沉降及最终倾角的影响.结果表明:相对于地面环境,月面环境下得到的流滑距离和坡后沉降都偏小而最终倾角偏大,表明月面环境边坡更趋于稳定而不易发生滑坡;进一步分析表明,月面环境对快速削坡实验的影响主要是由月面环境下低重力场引起的,而高真空和高温差引起的范德华力的影响可以忽略不计.