深部软岩巷道大变形破坏是一个重要的工程问题,软岩粘土矿物的水理性和吸附金属的性质是影响巷道大变形破坏的重要因素。本文采用第一性原理的计算方法,从微观角度上模拟了蒙脱石在高围压力作用下的原子和电子结构、金属掺杂机制、吸附水和重金属的性质。期望该研究成果为解决软岩巷道工程的大变形问题提供理论指导。对蒙脱石的原子和电子结构计算结果发现,随着压力的增加蒙脱石晶体的四面体结构会发生不规则改变,Al-O和Si-O显著减小,H-O的键长几乎不变,晶体能量呈线性增长趋势,禁带宽度由5.425ev（0Gpa）增加到7.054ev（100Gpa）,当压力为6.1Gpa和55.6Gpa时带隙会发生畸变。态密度图的分析表明蒙脱石中阳离子与氧离子主要成离子键,也有一部分成共价键,压力作用能增强两种键位的结合。对蒙脱石的掺杂机制计算结果表明,随着层间阳离子半径的增大,晶格常数c明显增加,晶格角度和置换离子周围键长互有变化。两种置换模式下的蒙脱石能带图在价带顶的上方出现杂质带,禁带宽度有所减小,与置换原子相结合的O原子态密度高于与临近原子相结合的O原子。对蒙脱石层间吸附水分子的计算结果表明,层间阳离子是影响蒙脱石吸附水效果的主要因素。其中吸附能在阳离子位最大,好于在bridge、hollow和top位的吸附效果。当阳离子半径逐渐增大时,水分子在阳离子位的吸附效果相对减弱,吸附距离增加;在bridge、hollow和top位相对增强,吸附距离变小。随着水分子数量的增加,蒙脱石层间阳离子位的吸附能和晶胞层间距的变化趋势增大。当考虑压力参数时,压力的增加会导致各吸附位的吸附能减小,吸附距离增加,且在6Gpa左右时压力对这两项数据影响最大。对蒙脱石内部结构吸附重金属计算结果发现,Cr的形成能最小,As和Pb次之,表明这些重金属较易吸附于八（四）面体内部结构,Cd的形成很高,难以进入这两种结构。Cr的跃迁能级最小,说明Cr最容易进入八（四）面体内部结构时产生负电性;As和Pb的跃迁能级都比较小,在两种结构中较容易存在且带负电性,Cd的跃迁能级较深,难以进入上述结构产生负电性。对蒙脱石层间吸附重金属原子的计算结果表明,在层间阳离子位吸附重金属效果最差,在bridge、hollow和top位吸附效果较好,更大的层间阳离子对后者的吸附能有增强的作用,吸附效果:Cr>As>Pb>Cd。分析吸附态As的态密度图,发现As在层间阳离子位的吸附效果欠佳,在bridge位置吸附比较稳定,吸附在bridge位的AS与O_As交叠的区域更广泛,更容易形成AS-O键。