Dada uma argila montmorilonítica de alta porosidade e saturada por counteríons monovalentes, investigamos as respostas da argila ao nível de partículas para diferentes cargas externas. Como soluções analíticas não são possíveis para arranjos complexos de partículas, empregamos modelos computacionais micro-mecânicos (baseados na solução das equações de Poisson-Nernst-Planck), utilizando o método de elementos finitos, para estimar counteríons e distribuições de potencial elétrico para partículas em diversos ângulos e distâncias uma da outra. Nós então calculamos as pressões de separação usando a relação de Van't Hoff e a tensão de cisalhamento de Maxwell. À medida que a distância entre as partículas de argila diminui e as duplas camadas se sobrepõem, a concentração de counteríons nos microporos entre as partículas de argila aumenta. Este aumento reduz o potencial químico do fluido nos poros e cria um gradiente de potencial químico no solvente, que gera a chamado pressão 'osmótica' ou de 'separação'. Devido a esta pressão de separação, as partículas não precisam de contato entre si, a fim de exercer uma 'tensão efetiva'. Este trabalho pode conduzir a previsões teóricas da resposta macroscópica a carga de deformação em solos montmoriloníticos baseado na modelação micromecânica das partículas.
argila; modelo de Maxwell; equação de Poisson-Nernst-Planck; escala de poro; inchamento; relação de van't Hoff
