Methods for investigating the strength characteristics of a lunar soil simulant

Abstract

During research aimed at predicting the performance of the US Lunar Roving Vehicle on the moon, engineers at the US Army Engineer Waterways Experiment Station used a lunar soil simulant, the strength characteristics of which had to cover the possible strength range of the actual lunar soil. Three test methods for evaluating the strength characteristics of the simulant are described; these in turn are related to such basic properties as density and relative density. The friction angle for very low normal stresses, necessary to simulate lunar gravity conditions, was determined by a modified triaxial test technique. Cohesion was evaluated by trenching tests, which had been used successfully on the lunar surface during the Surveyor programme. Finally, tests were conducted with a cone penetrometer to establish relations between cone penetration resistance and relative density of the simulant. The results of the tests are described briefly. Dans les recherches effectés pour prévoir le fonctionnement du véhicule américain parcourant la surface de la lune (US Lunar Roving Vehicle—LRV), des ingénieurs de la ‘US Army Engineer Waterways Experiment Station’ ont utilisé un matériau simulant le sol lunaire dont les caractéristiques de résistance recouvrait la gamme possible des résistances du sol lunaire réel. On décrit trois méthodes d'essai pour évaluer les caractéristiques de résistance du matériau simulant; ces caract´eristiques, à leur tour, sont rapportées à des propriétés de base telles que la densité et la densité relative. On a utilisé une technique d'essai triaxial modifiée pour déterminer l'angle de frottement pour des contraintes normales très faibles, nécessaires pour simuler les conditions de pesanteur lunaire. La cohésion des matériaux fut évaluée par la méthode de creusement de tranchée, utilisée avec succès sur la surface lunaire pendant le programme ‘Surveyor’. Enfin on a proédé à des essais avec un pénétromètre à cône pour établir des rapports entre la résistance à la pénétration du cône et la densité relative du matériau simulant. Les résultats des essais sont décrits sommairement.