真空模拟环境中具有高密实度特征的模拟月壤制备方法

摘要

真空模拟环境中具有高密实度特征的模拟月壤制备方法，首先将月壤筒(102a)连接固定在三维振动平台(4)上，选取颗粒形态碱性橄榄玄武岩作为模拟月壤原材料并混合搅拌，得到模拟月壤，然后多次称取模拟月壤填入到月壤筒(102a)中，并振动得到达到模拟月壤的最大干密度的模拟月壤，最后对模拟月壤的相对密实度进行检测，得到高密实度特征的模拟月壤，并抽真空，得到真空模拟环境中具有高密实度特征的模拟月壤。本发明通过模拟月壤颗粒级配配制与混合搅拌，解决了模拟月壤与实际月壤在粒径级配上存在差异的问题，另外本发明通过采用模拟月壤的底部抽真空的方法，能够保证模拟月壤不发生相对松散，从而保证模拟月壤高密实度特征。

主权项

真空模拟环境中具有高密实度特征的模拟月壤制备方法，其特征在于包括如下步骤：a、将月壤筒(102a)垂直连接固定在三维振动平台(4)上；所述的月壤筒(102a)为内壁、底壁设有透气孔的圆柱体；b、选取颗粒形态碱性橄榄玄武岩作为模拟月壤原材料并混合搅拌，得到模拟月壤，其中，颗粒形态碱性橄榄玄武岩包括棱角状、次棱角状的碱性橄榄玄武岩；c、称取质量m_n的模拟月壤填入到月壤筒(102a)中，然后将模拟月壤表面抹平，其中，n的初值为1，n＝1，2，3…N，m_n为第n次称取并放入到月壤筒(102a)中的模拟月壤质量；d、将配重放置在月壤筒(102a)，用防尘口袋盖住月壤筒(102a)口；e、令三维振动平台(4)首先在上下方向振动，然后在左右、前后、上下三个方向同时振动，测量振动后的模拟月壤高度h'_n；所述的h'_n为添加第n次模拟月壤并振动后的高度；f、根据振动后的模拟月壤高度h'_n计算模拟月壤振动后密度ρ_d为${\rho }_d=\frac{4\underset{1}{\overset{n}{\Sigma }}{m}_n}{{\mathrm{\pi D}}^2{h}^{\prime }}$其中，D为月壤筒(102a)内径；如果模拟月壤振动后密度ρ_d达到模拟月壤的最大干密度，则终止振动，否则继续在X、Y、Z三个方向同时振动，直至模拟月壤振动后密度ρ_d达到模拟月壤的最大干密度；g、n＝n+1，重复步骤(c)～(f)，直至n＝N，其中，m_总为所需要的模拟月壤质量；h、利用质量体积法测定模拟月壤相对密实度D_r为其中，h_总为N次添加模拟月壤并振动后的高度，当模拟月壤中5mm以上的粒径级配比例不大于6％时，ρ′_dmax＝ρ_dmax，ρ′_dmin＝ρ_dmin，ρ_dmax为模拟月壤最大干密度，ρ_dmin为模拟月壤最小干密度，当模拟月壤中5mm以上的粒径级配比例大于6％时，${\rho }_{dmax}^{\prime }=\frac{1}{\frac{1-P_5}{{\rho }_{dmax}}+\frac{P_5}{{\rho }_5}}$${\rho }_{dmin}^{\prime }=\frac{1}{\frac{1-P_5}{{\rho }_{dmin}}+\frac{P_5}{{\rho }_5}}$如果模拟月壤相对密实度D_r大于100％，则制备达标，得到高密实度特征的模拟月壤，否则制备没有达标，其中，ρ₅为模拟月壤中粒径为5mm以上的颗粒密度，P₅为模拟月壤中5mm以上的粒径级配比例。i、将月壤筒(102a)吊入真空罐系统(1)中，利用真空罐系统(1)内的月壤筒锁紧结构连接并锁紧月壤筒(102a)；j、封闭真空罐系统(1)，实时监测真空罐系统(1)内各位置的真空度，当真空罐系统(1)内有位置不为真空时，令真空泵组(2)抽出真空罐系统(1)内气流直至真空罐为真空环境。