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    土的微觀結構及特性與分子動力學模擬技術專題研討會

    作者 : 發布于 : 2018/09/27

    2018921-23日,第七屆中國水利水電巖土力學與工程學術研討會于湖南省長沙市舉行,由湖南大學等單位承辦。與此同時,湖南大學土木工程學院舉辦的“土的微觀結構及特性與分子動力學模擬技術專題研討會”借大會契機于2018921圓滿召開。研討會以“土的微觀結構及特性與分子動力學模擬技術”為主題,由湖南大學康馨教授和楊微副教授主持,北京交通大學優青獲得者蔡國慶教授、中南大學優青獲得者張昇教授、武漢巖土所中科院百人董毅副研究員、中山大學百人鄭媛媛副教授、東南大學翟錢副教授等數十名學者受邀出席并作會議報告。



     

    以蔡國慶教授為代表的幾位學者對“土的微觀結構及特性”作了精彩報告,蔡教授介紹了泥漿土和壓實土孔徑分布曲線呈現出來的不同分布特征及二者在干化、濕化過程中微觀孔隙結構的變化;翟錢副教授則在報告中提出利用數學模擬的方法計算土體結構中的有效面積影響滲透,通過間接手段測量GSD來預測土體的孔徑分布函數曲線;張昇教授則針對“土體細觀迂曲度模型”研究,報告中通過對土體的微元體迂曲度進行改進,得到數學表達式進行迂曲度對比,并得出不同孔隙各向異性對迂曲度影響大小。



    鄭媛媛副教授等幾位學者對“分子動力學模擬技術”在巖土工程中的應用作了同樣精彩的報告。鄭媛媛副教授針對“蒙脫土的納米尺度建模及分子動力學模擬” 進行了大量的研究,通過計算機模擬仿真方法(多尺度分級),探究了微觀尺度下蒙脫土遇水膨脹機理及蒙脫土的微觀崩解原理。通過模擬對蒙脫石的親水性進行了研究,真實再現了水滴在蒙脫土表面的接觸及擴散過程,理論計算了水滴在蒙脫土表面的接觸角,并與試驗數據進行了對比;楊微副教授則利用分子動力學手段模擬了在放射性核廢料處置庫環境中緩沖材料對放射性核素的吸附行為,通過大量的模擬定量研究了放射性核素在緩沖材料蒙脫石孔隙表面所形成的各種復合物結構特性。



    本次研討會由湖南大學土木工程學院主辦,得到了北京交通大學、東南大學、中山大學、中南大學、中科院等多家單位的支持。來自全國十幾所高校的教授、研究生、學者共80余人熱烈參會,會場座無虛席。研討會報告學者們與在場參會者針對土體的微觀特性試驗研究及分子動力學模擬技術在巖土工程的應用前景等議題開展了廣泛而深入的研討,對比分享了土體微觀孔隙結構研究試驗經驗,來自中山大學的鄭媛媛副教授利用此機會給在場的所有學者上了一堂生動的“巖土分子動力學模擬”科普課,與研討會與會者分享了這種模擬技術的優越性,對其在巖土工程的應用前景進行了展望。

     

     

    分子動力學是一套分子模擬方法,主要依靠牛頓力學來模擬分子體系的運動,其系統由微觀尺度的粒子(原子或分子)的位置和速度決定。分子動力學方法在于從分子體系的不同狀態構成的系統中抽取樣本,從而計算體系的構型積分,并以構型積分的結果為基礎,進一步計算體系的熱力學量和其它宏觀性質。分子動力學可以用于預測納米尺度上材料的動力學特性;模擬與原子運動路徑相關的基本過程及計算材料的各種力學性質。分子動力學模擬技術的優越性在于可以克服實驗條件的限制、模擬超高溫超高壓等極限條件、實現對材料各種性質的變化趨勢進行研究預測及對宏觀實驗提出方向性指導,節省大量的人力物力。

     

     

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