钠基蒙脱土对水分子吸附机理的第一性原理计算
Guangxi Sciences（2023）
Abstract
钠基蒙脱土吸水膨胀是造成深部巷道中软岩膨胀的主要原因.为了解决钠基蒙脱土吸水膨胀带来的工程安全问题,本文基于量子力学的第一性原理,利用材料模拟软件VASP计算模拟钠基蒙脱土对水分子吸附的机理,并研究吸附能、弹性常数与吸附量之间的关系.计算结果表明:钠基蒙脱土层间吸附水分子之后,体积主要是沿着c轴方向膨胀,体系吸附能与吸水量总体成线性正相关的关系.随着钠基蒙脱土层间水分子吸附量的增多,弹性常数C11、C22、C33大于其他弹性常数,且C33明显大于C11、C22.此外,钠基蒙脱土的体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E都随吸水量的增加而减小.该计算结果为解决钠基蒙脱土相关的工程安全问题提供了理论指导.
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Na-montmorillonite,first-principle,water molecule,adsorption,mechanical properties
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