土冻结过程中的水热力三场耦合数值分析

摘要

冻土在冻结、融化的过程中,未冻区和正冻区发生的物理过程均涉及温度场、水分场、应力场三场的耦合作用问题.尤其在土体的冻胀变形和分凝冰的形成过程中,冻胀应力对冻土地区结构物具有不容忽视的影响.为此,提出了“三场”耦合分析的一般数学格式,采用有限元思想导出相应的时空离散化方程,并给出了非线性数值求解的迭代计算步骤.另外,还给出具体的数值算例,以验证方法的可靠性、有效性和计算精度.