孔隙率主导生物固结空间砖的失效

理解固结地外土壤的机械响应与失效，需要分析扩展裂纹与材料固有孔隙结构之间的相互作用。本工作中，我们研究了利用微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）固结的月壤模拟物的断裂行为。我们开发了一个基于带局部梁单元晶格网络的数值框架，以模拟样品内多条裂纹的成核、扩展、分支与合并。我们的模拟捕捉了局部孔隙对裂纹路径的影响，并提供了一种预测具有不同全局孔隙率和/或局部材料刚度不确定性的样品行为的方法。我们识别出多个统计晶格参数，它们编码了单条或多条裂纹扩展事件的信号。我们的结果揭示了多孔脆性固体断裂过程中涉及的复杂性，并可轻易调整以理解其他固结结构中的失效机制与微/宏观裂纹演化。