多年冻土边坡的水热力耦合分析及软件开发

作     者：董旭光 董建华 何天虎 代涛 孙国栋 DONG Xuguang;DONG Jianhua;HE Tianhu;DAI Tao;SUN Guodong

作者机构：宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学理学院甘肃兰州730050 

出 版 物：《中国地质灾害与防治学报》 (The Chinese Journal of Geological Hazard and Control)

年 卷 期：2020年第31卷第4期

页      面：77-84页

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：宁夏自然科学基金(2018AAC03016) 国家自然科学基金(51808302) 宁夏青年科技人才托举工程第三批(TJGC2018093) 宁夏大学博士科研启动项目(2017067) 

主　　题：多年冻土边坡 水热力耦合 冻融作用 软件开发 数值计算 

摘      要：为了快速准确掌握多年冻土边坡的冻融反应规律,基于水热力耦合理论,依托MATLAB编制了能反应土体多场耦合机制的有限元程序,与经典试验对比吻合较好,验证了程序的可靠性。据此开发了一套可独立运行、操作简便的多年冻土边坡水热力耦合分析软件,介绍了软件的功能和开发过程。结合算例分析了冻融作用下冻土边坡的反应特性,结果表明:不同时刻边坡的温度、水分、应力和位移有明显差别,在坡面冻融交界面出现剪应力最大值条带,边坡水平位移在冻结完成时,沿坡面大小基本相同,融化期结束时为上小、下大,融化时边坡的水平位移、未冻水含量均比冻结时大,而剪应力最大值却小;暖季多年冻土稳定性较差,开发的软件对冻土边坡工程冻融计算有重要应用价值。