考虑随机温度场的冻土边坡稳定性分析 SCI论文数值模型复现。模型关键点与实现方法: (1)基于传统 Fellenius 极限平衡法,引入积分形式代替条分计算,通过对滑动弧线上的力与力矩进行连续积分,避免土条离散带来的误差,提高计算精度。 (2)以坡脚圆弧滑动面为研究对象,将滑动面圆心坐标作为未知量,通过对安全系数关于圆心坐标求偏导并令其为零,建立非线性方程组以确定临界滑动面。 (3)构建二维分层冻土边坡几何模型,明确坡高、坡角及各土层空间分布,并分别赋予不同的力学参数与热学参数,体现冻土边坡的非均质特性。 (4)建立冻土非稳态热传导控制方程,考虑冻结区、融化区及相变区的不同热学性质,并通过潜热项反映冻融相变过程。 (5)采用有限元方法对温度场进行空间离散,利用加权余量法和后向差分格式求解时间演化过程,获得节点温度随时间变化结果。 (6)将土体热学参数及边界气温条件视为随机变量,引入随机温度场模型,结合 Monte Carlo 方法模拟温度不确定性对边坡的影响。 (7)提出两种温度折减方案,将随机温度场结果转化为滑动面相关的等效温度,用于修正冻土抗剪强度参数。 (8)将温度修正后的力学参数代入积分极值型极限平衡公式,迭代求解临界滑动面位置及对应安全系数,实现温度—力学耦合分析。
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