分子动力学模拟中的钠基蒙脱石尺寸参数选取及其影响

闫盛熠 ，贺 鑫 ，洪望兵 ，李长冬* ，孟 杰 ，付国斌

(1.中国地质大学(武汉)工程学院，武汉 430074；2.浙江华东建设工程有限公司，杭州 310000)

黏土矿物在中国广泛分布于各类土壤、岩石之中，因其粒度小且具有高比表面特性而在工程地质中发挥着重要的作用。其中蒙脱石(MMT)是地表、近地表最常见的黏土矿物之一，它是一种层状的硅铝酸盐黏土矿物，其每个晶片层由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成，而因其极易产生晶格取代效应，导致结构层产生负电荷，故层间常吸附有K+、Ca2+、Na+、Mg2+等正电荷以保持结构为中性[1-3]。

分子动力学模拟是一门结合了多学科的研究材料化学、物理性质的有力方法。该方法基于传统牛顿力学来模拟分子体系在不同构成状态下的运动，从而进一步计算体系的相关参数以及宏观性质。与传统的研究方法相比[4]，分子动力学模拟技术通常用于更好地研究原子之间的物理和化学相互作用，并获得原子尺度上的主要性质，为更深层次的研究提供可靠的依据[5-7]。而工程岩土体的宏观变化往往是由其微观结构的改变引发的[8]，因此使用分子动力学模拟技术来对实际工程中的黏土矿物进行微观尺度的研究就具有非常重要的研究意义。

近些年来，分子动力学模拟技术的发展为学者们从不同方面对黏土矿物进行研究提供了新的途径[9-10]。对黏土矿物水化特征的分子动力学模拟研究多集中于不同条件下蒙脱石的结构特征、力学特征的变化规律，结果表明含水量及温压对蒙脱石晶层间离子分布及力学特征有着显著影响[11-13]。……