高压下蒙脱石的第一性原理研究

摘要：

在深部岩土工程中,存在棘手的工程难题,即软岩吸水导致巷道大变形破坏.深部岩土处于"三高一扰"的复杂环境,若发生软岩巷道大变形破坏,给开采煤炭工程带来的人员和经济损失是相当严重的.为了解决该工程安全问题,本文利用第一性原理方法,研究了蒙脱石在深部岩土高压下的微观物理和化学性质.通过计算发现,随着压力的增加,蒙脱石的晶格常数发生变化,晶胞体积缩小,四面体形状发生不规则改变;Al-O和Si-O显著减小,H-O的键长几乎不变,氢氧铝所成键角变大.通过对晶体能量分析,发现能量(无压状态下为-161.91ev)逐渐增大.通过对晶胞态密度(PDOS)分析,发现蒙脱石在压力作用下共价键的结合增强.同样,通过对能带图的计算,发现禁带宽度逐渐增加(无压状态下5.425ev)后回落,当压力增加到40Gpa、55Gpa时,价带顶和导带底在布里渊区高对称点会发生畸变.

关键词：蒙脱石、高压、第一性原理方法

在线出版日期：2019-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共3页

页码：172-174