Сравнение физико-механических свойств вулканических пеплов с полуострова Камчатка со свойствами лунного реголита

Авторы
Уварова А.В.(1)
Организации
(1) Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН)
Сессия
Теория и моделирование физических процессов
Форма представления
Стендовый
Место работы научного руководителя
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН)
Научный руководитель
Слюта Евгений Николаевич
Текст тезисов
Лабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН разработан лунный грунт аналог VI-75, который имитирует физико-механические свойства, но он не моделирует минеральный состав. В настоящее время наша лаборатория занимается разработкой полномерного грунта-аналога, который будет приближен не только по физическим свойствам, но и по химическому и минеральному составу к лунному реголиту. Основной целью данного исследования является рассмотрение нескольких пеплов с вулканов Толбачик, Горелый и Мутновский, а также Халактырского пляжа как потенциальных лунных грунтов аналогов. В качестве критериев подобия выступают значения плотности, угла внутреннего трения и сцепления. Для их определения выполнены испытания срезом для рыхлого и плотного сложений. Нормальное напряжение задавалось в зависимости от плотности образцов в пределах от 10 кПа до 50 кПа для рыхлых и от 50 до 200 кПа для плотных образцов. Касательная нагрузка определялась как максимальное касательное напряжение, при котором разрушался образец. Скорость разрушения составляла 2 мм/мин.
Согласно оценкам исследований, лунный реголит имеет диапазон плотности в пределах 1,3 – 1,9 г/см3, угол внутреннего трения в зависимости от плотности изменяется от 13 до 56º и сцепление 0 до 3 кПа.
Результаты экспериментов показали, что диапазон плотности у всех образцов вулканических пеплов полностью не соответствует лунному, однако образцы вулканов Мутновский (1,17 – 1,46 г/см³), и Горелый с высоты 1305 м (1,05 – 1,37 г/см³) близки по свойствам к приповерхностному слою лунного реголита. Образцы вулкана Мутновский имеют диапазон угла внутреннего трения 42 – 51,5° и сцепления 2,2 – 19,5 кПа, а пеплы с в. Горелый 33,3 – 39,2° и 1,3 – 16,2 кПа. Образцы с вулкана Толбачик имеют слишком маленькую плотность из-за более грубозернистого состава (0,89 – 1,04 г/см³), а грунт с Халактырского пляжа наоборот имеет большую плотность (1,60 – 1,81 г/см³).
Таким образом, рассмотрение камчатских пеплов как потенциальных аналогов лунного грунта показало, что в полной мере они не смогут имитировать лунный грунт. Однако, образцы с вулканов Мутновский и Горелый могут быть использованы для имитации верхнего слоя (до глубины 15 см) реголита, с минимальной плотностью.