矿业研究与开发

作者：高辉,邢书婷,张宇欣,方小红,谭松成,肖龙,段隆臣

关键词：模拟月壤;载荷试验;承载力;切线模量

我国未来将实施载人登月,并在月球表面建立永久基地,实现月球矿产资源的开发和利用.为了解决月面建造过程中月壤承载力确定的问题,提出采用小尺寸室内载荷试验推演大尺寸基础下模拟月壤容许承载力和沉降量的方法.首先,使用直径为6cm、8cm、10cm 的圆形载荷板对相对密实度为78％的模拟月壤进行平板载荷试验,得到模拟月壤的实测荷载 沉降(p-s)曲线,通过对该曲线的拟合获得模拟月壤的初始切线模量和极限承载力,采用切线模量法建立模拟月壤的切线模量与其初始切线模量、受到的附加应力和极限承载力的关系,进而依据沉降计算理论计算任意尺寸基础下的p-s曲线,通过小尺寸载荷试验的结果验证,计算的p-s曲线和实测的p-s曲线吻合.其次,依据该方法计算大尺寸基础下的p-s曲线,并通过极限承载力和沉降控制方法对大尺寸基础下的容许承载力进行综合表征.对大尺寸的圆形、方形基础下的模拟月壤承载力分析结果表明,随着基础的尺寸增大,两种载荷板下模拟月壤的容许承载力均增大;相同尺寸方形基础下的模拟月壤承载力比圆形基础下的大.从计算的p-s曲线中可知,所取的容许承载力对应的模拟月壤的沉降量满足要求.按照常规载荷试验中圆形载荷板的直径为30cm,推测出本次试验所用的模拟月壤的容许承载力为122kPa.提出的模拟月壤容许承载力的确定方法可为月球基地建造及矿产资源开发过程中月壤承载力的确定提供一种途径和思路.

来源：2026年第1期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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