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摘要
缓冲/回填材料的矿物特性是决定其优良工程性质的本质因素，传统试验手段难以为纳米级矿物行为研究提供足够的微观结构与动力学信息，借助分子动力学技术可在分子尺度定性观察、定量分析膨润土矿物水化的动力学特性，在辅助解释试验现象、改进现有理论模型、修正经验参数等方面具有独特的优势。文章在详细阐述膨润土矿物建模基本原理的基础上，总结膨润土层间膨胀的产生机制与主控因素，以及晶体膨胀行为的环境效应。结果表明，在层间阳离子的强烈吸引作用下，水分子进入层间，致使层间距增大；膨胀过程主要受控于晶体结构与层间阳离子种类等因素。然而，当前研究在蒙脱石模型参数以及力场的选择上并未有统一认识；仅对单一晶层进行模拟忽略了相邻晶层之间的相互影响；缺乏对复杂耦合场长时效性问题以及周期性变化问题的研究。因此，在提高膨润土矿物模型准确性、实现多晶层组合模型计算与复杂多场耦合作用模拟等方面需要展开进一步深入研究。
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单位岩土及地下工程教育部重点实验室; 同济大学; 土木工程学院
