分子动力学模拟中的钠基蒙脱石尺寸参数选取及其影响

摘要

蒙脱石作为主要的亲水性黏土矿物,因其特殊性质对岩土体工程性质有重要影响.分子动力学模拟为深入探究蒙脱石特性提供了有效手段,而分子模型的尺寸直接影响其模拟结果.基于LAMMPS软件及Paracloud超算云平台,从蒙脱石晶胞的力学特征的角度,通过分子动力学模拟研究了不同尺寸效应对蒙脱石性质的影响规律.研究结果表明:当晶胞形态不变时,蒙脱石晶胞的体积模量、剪切模量及弹性模量都在扩大2倍时达到最小值;当扩胞倍数相同时,蒙脱石晶胞在晶体延伸方向上的扩展尺寸对其力学性质影响较大,而在晶体堆叠方向上的扩展尺寸影响较小;蒙脱石的剪切模量、泊松比、弹性模量等受晶胞尺寸的影响较大,而体积模量则受晶胞形态的影响较大.