💡这项突破是什么?
新闻网讯（通讯员水苑）近日，武汉大学教授王顺课题组在美国地球物理联合会（AGU）旗下国际行星科学领域期刊Journal of Geophysical Research: Planets发表研究论文，论文题为“High-Fidelity Lunar Mare Agglutinates and Their Mechanical Effects on Lunar Regolith Simulants”。王顺为论文第一作者和通讯作者，博士研究生滕越为第二作者，清华大学副教授崔一飞、博士研究生罗奥及武汉大学教授李典庆为共同作者。武汉大学为第一署名单位。
月壤凝集物是长期空间风化形成的重要产物，具有不规则形貌、内部孔隙及玻璃—矿物胶结等特征，在成熟月海月壤中含量较高，并可能显著影响月壤的承载、变形与破坏行为。 然而，现有模拟月壤对凝集物考虑不足，相关研究也较少建立其微观结构、颗粒破坏与宏观力学响应之间的联系。因此，如何高保真模拟凝集物并揭示其力学效应，仍是认识真实月壤工程性质的重要问题。
月海风化层的形成与演化过程，改编自Li等（2022）和Lu等（2025）
针对现有模拟月壤缺少真实凝集物特征的问题，研究团队提出基于高温真空烧结的凝集物模拟方法，制备了具有孔隙结构、玻璃—矿物胶结及不规则形貌特征的模拟月壤凝集物（WHU-A），并进一步研制了含凝集物的模拟月壤（WHU-1A）。该方法实现了对嫦娥五号月壤凝集物关键结构特征的模拟，为开展真实月壤工程力学研究提供了新的试验材料。
CE-5凝集物与WHU-A模拟凝集物的三维形貌对比
该研究创新性在于揭示了凝集物影响月壤力学行为的跨尺度机制。通过开展单颗粒压缩、休止角及小型三轴试验，研究系统分析了凝集物从颗粒破坏到颗粒体系力学响应的关联，建立了“凝集物微观结构—颗粒破碎行为—月壤宏观力学性质”之间的跨尺度联系。研究发现，凝集物能够通过颗粒嵌锁和玻璃—矿物胶结增强月壤承载能力，同时其脆性破坏也会导致峰后软化行为，为理解月壤特殊力学特征提供了新的机制解释。
月壤凝集物微观结构—颗粒作用—宏观力学响应的跨尺度机制
该研究研制了包含凝集物关键结构特征的模拟月壤，为月壤工程力学相关地面验证试验提供了更具代表性的试验材料。同时，研究揭示了空间风化形成的凝集物对月壤承载、变形及破坏行为的影响机制，深化了对月壤微观结构特征与宏观力学响应之间关系的认识。相关成果可为月面巡视、着陆承载、钻探开挖、月壤运输及原位资源利用等工程活动中的材料评价与地面验证试验提供参考。
