2023----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2023年4月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本文提出了一种结合实测土壤冻结特性曲线（SFCC）的人工地面冻结（AGF）热-渗耦合数值模拟方法。首先，研究基于SFCC建立了孔隙冰含量与温度之间的关系方程，并提出了一种AGF的热-渗耦合模拟方法。随后，通过土柱和大尺度模型试验对所提方法进行验证。最终，对比了新方法与传统的表观热容法。研究结果显示：（1）引入SFCC使得孔隙冰含量与温度之间的关系方程具有明确的物理含义和直接的参数确定过程；（2）无论有无渗流现象，所提出的方法均能够合理模拟AGF的热和水力场；（3）与传统的表观热容法相比，新方法更符合相变和潜热释放的物理本质，理论基础、计算精度、稳健性和效率方面均显示出全面提升。研究结果有助于人工地面冻结（AGF）数值模拟的进一步的理解和改进。

2023年4月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究提出了一种二维耦合有限元（FE）模型，用于模拟埋设在冻胀敏感土壤中的冷冻天然气管道下的冻胀现象。新方法采用的Konrad-Morgenstern分离势（SP）模型能够通过商用软件中的用户子程序实现。该模型考虑了包括温度和冻土体积冰分数在内的关键影响因素，使用简化的弹塑性模型来模拟土壤的力学行为。研究的数值方法能够准确计算冻结边缘的温度梯度，这对于定义因水向冻结边缘迁移引起的体积膨胀至关重要。通过与卡尔加里的全尺度测试结果比较，验证了该方法计算得到的隆起高度和霜冻前沿穿透深度的准确性。同时，该方法计算得到的含水率剖面与全尺度测试结果相似，进一步展示了模型的可靠性。

2023年5月

发表期刊：岩土工程学报

文献导读：本研究集中于探索多年冻土区冻胀融沉现象的机制和数值模拟技术。基于水膜理论，研究者提出了一种创新的冰透镜体生成判据，引入了未冻水膜压力的概念，为水分迁移的驱动机制提供了新的描述。通过开发一个全耦合模型，该模型将温度和土体孔隙比作为核心变量，全面考虑了水分场、温度场和应力场的交互作用，实现了对冻土冻胀行为的更精确模拟。研究的创新之处还包括引入一种考虑已冻区冰基质影响的冻胀量计算公式，有效区分了原位冻胀与冰分凝两种冻胀机制的贡献。此外，研究利用Matlab和COMSOL Multiphysics联合平台，开发了一种能实时求解冰透镜体分布的数值方法，实现了对冻土中温度、水分、应力及冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验结果和现有Thermal-Hydraulic-Mechanical (THM)模型的比较，证实了模型在温度、含水率和冻胀量预测方面的准确性和稳定性。进一步分析了温度梯度、上覆压力、渗透系数和压缩模量等因素对冻土冻胀行为的影响，揭示了这些因素对冻胀量的具体影响机制。

2023年6月

发表期刊：Geomechanics for Energy and the Environment

文献导读：本文针对冰透镜体与冻土界面的力学行为进行了深入研究，提出了基于该界面损伤的弹塑性模型，并通过一系列低温直接剪切试验进行验证。试验在不同温度（-3、-2、-1 °C）、正应力（50、100、200 kPa）和初始饱和度（55%、67%、77%、96%、100%）下进行，研究了剪切应力随温度的变化规律及体积变形的特性。研究发现，相同法向应力和初始饱和度条件下，剪切应力曲线随温度升高由应变软化转为应变硬化，体积变形先表现为收缩后膨胀。研究还引入了流变元素来详细解释界面力学行为的组成部分，并建立了描述整个剪切过程中冰-冻土界面剪切行为的弹塑性损伤本构模型。该模型参数明确、具有明确的物理意义且易于确定。通过与实验数据的对比，证明了模型能够准确捕捉冰-冻土界面的剪切行为。

2023年6月

发表期刊：Journal of Hydrology: Regional Studies

文献导读：本研究聚焦于青藏高原东部富冰多年冻土区的滑坡问题，探讨了气候变暖下降雨频率和强度变化对边坡稳定性的影响。本文通过将降雨入渗边界条件和Mohr-Coulomb准则融入热-水-力学（THM）模型，分析了该地区一个典型滑坡案例。研究发现，THM模型有效地体现了不同降雨条件下土壤体积含水量（VWC）变化对边坡力学性质的影响，揭示了降雨对VWC影响随深度增加而减弱的规律，特别是在1米以下深度其效果显著。在低强度长时间降雨下，边坡的黏聚力和内摩擦角显著降低，导致深层整体滑移；而在高强度短期降雨下，观察到从39°降至26°的内摩擦角减小，引发浅层滑移。该研究的创新之处在于综合运用THM模型和具体地质条件，深入分析了气候变化背景下降雨对富冰多年冻土区边坡稳定性的具体影响。

2023年7月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究提出了一个从统计热力学角度探讨土壤冻融行为的模型。研究首先利用统计热力学推导了孔隙冰水界面的相平衡关系，并建立了冻结温度（即冰水界面处的温度）与孔隙水势能（即总吸力）之间的理论关系。该关系揭示了对于渗透压和气压保持恒定的给定土壤，孔隙水的基质吸力取决于给定土壤中孔隙冰水界面的负温度。进一步地，研究以土壤的冰含量作为未知变量，通过质量和热量守恒关系解决了土壤冻融过程中的热-水力场问题，并详细提出了与此模型相关的控制方程。最后，为增强模型的适用性，提供了三种典型条件下的简化形式，分别适用于人工地面冻结技术中饱和土的冻结过程、路基工程中非饱和土的毛细水迁移与冻结过程，以及机场跑道下半干燥粗粒土中的水汽迁移与冻结过程。

2023年10月

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：本文主要探讨了在冻融循环（FTC）期间土壤中水蒸气传输过程的研究进展。具体包括水汽传输的主导因素、实验设置以及控制措施。在这些研究进展中，本文聚焦于“锅盖效应”，即在地面冻融循环过程中，通过土壤或其他多孔建筑材料的水蒸气传输，导致不透水层下方冰含量增加的现象。同时，本文讨论了现有水–热–蒸汽测量方法的优缺点以及由于水蒸气传输引起的冻胀机制。汇总了水蒸气传输模型，讨论了当前研究的不足，并对未来水–热–蒸汽传输的研究方向提出了展望。通过这些讨论，研究为理解和控制土壤冻融循环中的水蒸气传输提供了新的视角。

2023年10月

发表期刊：Journal of Computational Physics

文献导读：本研究提出了一种基于物理信息神经网络（PINNs）的多孔介质中多相热-水-力（THM）过程参数识别的新方法。研究采用了适合反问题求解的THM控制方程的无量纲形式，并应用了研究人员先前开发的顺序多物理场PINN求解器。该方法在多个基准问题上进行了验证，包括Terzaghi的等温固结问题、Barry-Mercer的等温注入-产出问题，以及非饱和土层的非等温固结问题。通过这些验证，研究展示了所提出的顺序PINN-THM反求解器的出色性能，证明了其在解决复杂非线性多物理问题的逆建模中的应用潜力。该研究的创新点在于将PINN方法应用于THM过程的参数识别，为多物理场问题的建模提供了一种新颖的计算框架，增强了模型的预测能力和应用范围。

2023年11月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究开发了一种热-水-力学边坡稳定性分析模型（THM-SSA模型），旨在克服传统边坡稳定性分析方法（如极限平衡法和有限元法）在考虑土壤由于温度变化引起的冻融条件下刚度变化时的局限性。THM-SSA模型的核心特征是基于载荷角确定临界状态线的斜率，并能够根据土壤未冻结状态下的各向同性抗拉强度及其经过反复冻融循环后的变化来计算边坡的局部安全系数（LFS）。为验证THM-SSA模型的有效性，研究者比较了模型的应力-应变结果与不同温度下冻土经过相应冻融循环次数后的实验三轴压缩测试结果。此外，利用该模型，通过模拟分析演示了边坡稳定性分析的过程，并根据边坡的冻融循环次数计算了LFS。

2023年11月

发表期刊：Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

文献导读：本研究开发了一种耦合模型方法，用于模拟与冻结介质相关的低温热-水-力（THM）过程，并将该方法通过多物理场模拟的有限离散元方法（FDEM）代码实现。模型基于能量和质量守恒以及静态平衡方程建立控制方程，特别考虑了水/冰相变，并通过引入关键的耦合参数（如未冻水含量、渗透性和导热系数）来描述多个场之间的强耦合关系。模型的有效性通过与实验室和现场实验的比对来验证。结果表明，该模型能够准确预测冻结介质中观察到的强耦合过程，如热传递、水迁移和冻胀变形，同时能够捕捉到由水/冰相变在实验室和现场尺度上引起的关键现象，如潜热、低温吸力、冰膨胀和明显的三区分布，这些是现有THM模型难以同时揭示的现象。

2023年11月

发表期刊：Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

文献导读：本研究提出了一种新的半解析方法，旨在改进人工地面冻结（AGF）项目中冰透镜体形成及相关冻胀现象的计算。该方法考虑了AGF的特殊条件，如自下而上的冻结、为达到较大冻结速度而设置的温度梯度，以及两种不同的冻结状态：直至达到特定霜体厚度的冻结增长状态（热瞬态）和保持霜体厚度恒定的维持阶段（热准稳态）。新方法不仅适用于自下而上冻结，还扩展应用至自上而下的冻结方向。通过在两种易受霜冻影响的土壤上进行的50次冻胀测试进行验证，新方法展示了在热瞬态区域（其中分离势SP适用）的应用效果，与过去的方法相比，展现了约15%的性能提升。这项研究对于理解和预测人工地面冻结条件下的冻胀现象，特别是在处理冰透镜形成问题上提供了新的视角和工具。

2023年11月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究针对中国西部寒冷地区水电站大坝在冬季施工过程中遭受的反复冻融作用进行了深入分析。以四川省两河口水电站为例，执行了非饱和心墙土样的单侧冻结和双侧解冻试验，详细监测和分析了温度、水分和位移的演变及其相互作用。研究发现，随着冻融循环次数的增加，未冻区的含水量减少而冻区含水量增加，土柱中形成了水分集中区。温度场结果显示，在经历10个冻融循环后，冻结深度增加且解冻时间缩短，而变形场在第7个冻融循环后表现出稳定波动。基于实验结果和现有研究，提出了一种非饱和土在循环冻融作用下的热-水-力耦合模型。该模型中，渗透率和压缩性与孔隙比紧密相关，并根据不同计算区域变化。模型还考虑了循环次数对初始条件和参数的影响。通过与实验数据的对比，证明了该模型在描述非饱和土冻融过程的有效性和适应性。

2023年11月

发表期刊：Geoderma

文献导读：本研究开发了一系列与土壤冻结特性曲线（SFCC）相关的模型，旨在解释和预测非饱和冻土的热-水-力-化学（THMC）行为。这些模型扩展了热力学原理，并与已知的土壤-水特性曲线（SWCC）模型相结合，具有明确定义的模型参数，以提供对非饱和冻土行为更合理的解释。研究讨论了SFCC中的不同区域，并利用所提出的模型解释了滞后效应。通过与实验研究的实测结果对比，这些模型成功突显了盐分和初始含水量对非饱和冻土行为的影响。该研究的创新点在于提供了一组具有明确物理意义的模型参数，这些参数不仅能解释非饱和冻土的复杂行为，还能预测非饱和冻土在考虑土壤盐度和初始含水量的情况下的反应过程。

2023年11月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究提出了一种针对冻结的非饱和硫酸盐渍土的水力-热-空气-盐-力学（HTASM）耦合数学模型，旨在解析寒冷地区盐渍土基础设施遭受的破坏机理。该模型综合考虑了冰水相变、硫酸钠结晶以及蒸汽流动对冻结过程中热量和质量传递的影响，并在力学控制方程中引入盐结晶压力和冰压力这两个参数，以准确捕捉相变对土体变形的影响。此外，模型还涉及土壤颗粒、水、冰和气体密度与温度、压力之间关系的动态变化，反映了冻结过程中密度的动态调整。通过与室内单向冻结试验结果的对比，验证了HTASM模型的有效性。数值模拟结果揭示了在冻结过程中温度、含水量、含盐量、蒸汽通量和结晶压力的动态变化，展现了模型的耦合效应。研究结果证明，所提出的HTASM模型能够精确模拟冻结非饱和硫酸盐渍土中的热质传递行为。

2023年12月

发表期刊：International Journal of Heat and Mass Transfer

文献导读：冻结的土石混合物（S-RM）的导热系数是影响其温度场分布的重要参数。本研究采用Hot Disk导热系数测试和核磁共振（NMR）测试，深入探讨了温度和岩石含量对冻结的土石混合物（S-RM）导热系数的影响。考虑到冰水相变、岩石高导热系数及其不均匀性对S-RM导热系数的影响，研究中建立了一种新的考虑冻结速率系数和权重比的有效导热系数（ETC）预测模型。研究结果表面，S-RM的导热系数随温度升高而降低，而随岩石含量增加而提高，预测导热系数与实测值之间的相关系数超过0.97，显示出模型的良好预测性能。导热系数模型具有良好的预测性能，可用于准确预测S-RM的导热系数。

2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2022年1月

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：本研究通过实验和数值模拟方法深入探讨了土壤冻结过程中的热-水-力（THM）耦合现象。研究者构建了一种新的测试装置，能够模拟多种与AGF相关的边界条件和不同的冻结方向。数值模拟部分，数值模拟采用了有限元方法（FEM）框架内的单块方案进行求解，使用了FlexPDE软件包进行实现。研究者采用了基于多相连续介质理论和相场建模（PFM）方法的相变THM模型，该模型在小应变假设下进行，考虑了孔隙流体在液态水或固态冰状态下的统一运动学处理。研究的核心在于开发了一个能够描述饱和土壤冻结过程中复杂耦合效应的THM模型。该模型的创新之处在于引入了相场方法来描述孔隙流体的相变过程，并通过实验数据的比较验证了模型的有效性。研究结果表明，该模型能够准确描述土壤冻结过程中的温度场发展、相变过程、体积膨胀以及冰透镜体形成和固体刚度退化等现象。

2022年4月

发表期刊：Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

文献导读：本研究提出了一个耦合热-水-力（THM）模型，用于模拟含水饱和土壤在人工冻结过程中的冻胀和水分迁移现象。该模型主要关注土壤层在人工冻结法（AGF）施工矿井时，冻土墙的形成以及随后的挖掘活动对土壤应力-应变状态的影响。研究采用了基于孔隙率、温度和位移作为主要变量的控制方程，通过Clausius-Clapeyron方程建立了温度、孔隙水和冰压力之间的关系，同时利用孔隙介质力学理论描述了应力-应变行为与孔隙率和孔隙压力变化的相互作用。此外，模型还包括了额外的力学变形本构关系，用以描述冻结过程中土壤的体积膨胀以及冻结状态下土壤的蠕变应变。研究方法的创新点在于，将THM模型与COMSOL Multiphysics软件结合，采用有限元方法（FEM）进行数值求解。通过与单侧冻结试验的实验数据进行比较，验证了模型捕捉冻土冻胀的能力。

2022年6月

发表期刊：International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

文献导读：本研究提出了一种用于计算土壤冻结特性曲线（SFCC）的算法框架，旨在模拟冷区土壤的冻结和融化现象。该研究的核心内容包括开发一种能够适应不同计算框架，包括热-水-力耦合（THM）分析方法的SFCC。该SFCC通过结合土壤颗粒尺寸分布，能够考虑不同土壤类型，并通过自动回归方案更新与变形和热变化相关的SFCC。此外，研究中还采用了平滑算法，以防止由于液态水和晶体冰之间的相变导致SFCC发生急剧变化。研究方法上，该文采用了基于实验文献的数值模拟，通过有限元方法（FEM）进行耦合THM分析，以验证所提出的模型在不同初始含水量和土壤颗粒分布下的适用性。

2022年6月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究探讨了特定有限均质土层在冷冻温度作用下的行为，及不同边界条件对其热-水-力学（THM）反应的影响。研究中首先复述了饱和多孔弹性土的本构行为的基本关系，并对材料参数依状态变化的一般非线性情形进行了说明。研究方法包括对恒定材料参数的线性化控制方程进行解析推导，以及使用有限元软件COMSOL对状态依赖参数的一般非线性方程进行数值模拟。该数值模型考虑了两种不同的水力边界条件，并通过与解析解的比较在一定程度上验证了模型的有效性。尽管基于线性化方程的解析解能够提供正确的数量级估计，特别是在温度变化不大的情况下，但非线性数值模型能更精确地描述复杂情况下的THM演变。此外，通过参数研究，研究指出了液态水流动的渗透率对于过量水压发展和地面运动的重要性。

2022年6月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究致力于深入探讨深层竖井人工冻结粘土的热-水-力耦合机制。研究中建立了一个基于双孔隙介质理论的热-水-力（THM）耦合模型，以模拟土壤冻结过程。通过与模型和现场试验结果的比较验证了耦合模型的合理性。研究发现，在冻结过程中，水分迁移可以通过基质和裂缝渗透性的组合作用来表示。随着冻结时间的增加，冻结粘土的渗透性显著降低，水分在冻结管周围聚集，由于水分迁移，在冻结管附近形成了高冻胀应力。此外，研究还调查了冻结土壤墙的温度演化、水分迁移和冻胀变形，以探索深层竖井的冻结机制。研究方法上，作者采用了数值模拟方法，基于双孔隙介质理论，建立了考虑基质和裂缝渗透性的冻结土壤的热-水-力耦合模型。该模型通过与现有的模型和现场试验数据的比较，验证了其准确性。

2022年8月

发表期刊：International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

文献导读：本研究提出了一种综合实验和数值建模的方法，旨在解释冻结粘土土壤中冰生长引起的体积变化以及冻结前沿的传播如何发展土壤-冰混合物有效介质的各向异性。研究工作的核心内容包括开发了一个理论模型，该模型结合了微观CT图像和冻结过程中的测量数据，以量化冰晶生长对土壤体积响应的影响，并预测由于冻结引起的地面隆起。研究方法上，文章采用了横向各向同性临界状态塑性理论，通过引入基于冰饱和度的投影技术，模拟了冻结前沿的传播以及由此产生的各向异性。数值模拟方面，研究者利用了开源软件包Dakota进行参数校准，以最小化模拟结果与实验数据之间的差异。此外，研究采用了有限元方法进行数值实现，并考虑了冻结土壤的热-水-力耦合效应。创新点在于提出了一种新的各向异性超弹性能量函数和临界状态理论，以及基于冰饱和度的各向异性演化。

2022年9月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究提出了一个改进的热-水（TH）耦合模型，用于分析寒冷地区非饱和冻结土壤中的热质传递过程。该模型考虑了土壤冻结特性曲线和冰点降低等物理过程，并通过有限元方法（FEM）开发了相应代码。研究中，通过对水平和垂直冻结实验的已发表结果进行比较，验证了所提出模型和计算机代码的可靠性。该TH耦合模型可为寒冷地区地质工程和地质问题的研究提供基础。特别分析了冻结前未冻水含量的变化以及总水含量随时间的变化。此外，还讨论了温度梯度、水力传导性和液体渗漏对水分重分布的影响。数值模型可以为进一步研究寒冷地区地下温度变化和水文活动提供基础。该研究的创新点在于将土壤冻结特性曲线（SFCC）和冰点降低等物理过程整合到TH耦合模型中，并通过有限元方法进行了数值实现。

2022年10月

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：本研究旨在深入理解寒冷地区渠道(CRC)在周期性湿润-干燥和冻融(WDFT)循环下的热-水-力(THM)过程及其损伤机制。研究者提出了一个THM模型，并通过离心机试验对CRC进行了模拟。通过离心机建模和数值模拟结果揭示了CRC浅地基中存在三个冻融过程，导致地下水-冰相变和水分重分布。冻融地面的剧烈热湿变化引起反复的霜冻变形，甚至CRC的破坏。此外，研究还指出了CRC离心机建模在耦合WDFT环境中可能存在的几个潜在缺陷。研究方法上，作者采用了基于质量、能量和动量守恒原理的THM模型，并通过Galerkin方法获得了数值公式，开发了名为冷区工程与环境模拟平台(CREESP)的有限元代码。该模型和代码的可靠性已在多项研究中得到校准。创新点在于，作者结合了离心机模拟和数值模拟，以全面揭示CRC在耦合WDFT循环下的THM过程和损伤机制，这为进一步的CRC离心机建模提供了参考。

2022年11月

发表期刊：Journal of Central South University

文献导读：本研究旨在探究季节性冻土地区高速铁路路基在阴阳坡效应下的热-水-力耦合行为及其对CRTS III型板式无砟轨道不平顺性的影响。研究建立了一个考虑阴阳坡效应的冻土热-水-力耦合模型，通过数值模拟分析了高速铁路路基在冻结过程中的温度场和土体变形特性，以及不均匀冻胀变形对轨道不平顺性的影响。研究方法的创新之处在于，利用COMSOL软件构建了完全耦合的数值分析模型，该模型综合考虑了土壤的热传导、水分迁移和力学行为。此外，采用有限元方法建立了路基冻胀与CRTS III型板式无砟轨道的力学传递计算模型，模拟了不同冻胀波长和线路走向角度下的轨道响应。研究结果表明，路基左右侧边坡受太阳辐射差异影响，导致阴坡较早冻结而阳坡较晚融化，从而产生不均匀冻胀变形。

2022年12月

发表期刊：Environmental Geotechnics

文献导读：本研究提出了一个全面的热-水-力(THM)耦合有限元模型，用于模拟饱和土壤中的冻结过程。该模型基于多孔介质理论，考虑了土壤冻结和融化时的热-水-力相互作用耦合效应。研究的核心内容包括土壤冻结过程中的热质迁移、热力学关系以及冻胀的形成。模型的理论推导详细阐述了固相的热-力学分解处理，并通过有限元方法进行了数值求解。

研究方法的创新之处在于，模型采用了熵不等式导出的与Helmholtz自由能函数相关的本构关系，能够捕捉冻结过程中的各种耦合物理现象，如潜热效应、地下水流变化和力学变形。通过与现有文献中的分析解进行比较，验证了模型的有效性。该模型的实现基于开源有限元框架OpenGeoSys，为地质工程、能源储存和地热应用中的冻结/融化过程提供了一个有力的分析工具。研究结果表明，该模型能够准确模拟冻结过程中的温度分布、冰体体积分数和体积变形场。

2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2021年1月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究通过建立二维热-水-力(THM)耦合数值模型，对寒冷地区水库土质边坡在冻融循环下的稳定性行为进行了深入分析。研究主要内容包括：基于现场调查、实验室试验和原型观测，构建了考虑冻融循环影响的水库边坡热-水-力多物理场模型；提出了滑动面温度与土壤力学参数间的关系；分析了边坡顶部裂缝生成的温度因素；对比分析了边坡在外部温度作用下的水热变化过程，并与实测数据进行了比较；研究了冻融循环下土壤边坡长期退化过程，定量揭示了滑动面水热变化对其安全系数演化规律的影响。研究方法上，本文采用了GeoStudio软件进行二次开发，构建了考虑冻融循环影响的边坡稳定性数值模型。此外，研究还采用了现场监测数据对模型进行了验证，提高了模型的可靠性。

2021年1月

发表期刊：Sensors

文献导读：本研究提出了一种基于热-水-力(THM)耦合模型的冻融损伤表征方法，旨在评估季节性冻土区域高速公路路基的冻融损伤程度。研究中，通过Darcy非饱和土壤渗流和热传导理论建立了THM耦合模型，该模型综合考虑了冰水相变、对流换热和冰堵塞效应等多种影响。利用COMSOL有限元软件进行二次开发，实现了模型的数值解，并提出了一个新的概念——冻融损伤度，用以量化评估路基在年度冻融循环中的损伤程度。研究方法的创新之处在于，通过标准差来表征路基冰含量的年度变化，从而定量预测路基的易损区域。此外，研究还考虑了不同的防冻措施和极端气候条件对路基冻融损伤的影响。通过对中国国道G109线格尔木至那曲段路基监测数据的模拟分析，研究结果表明：路基水热场具有明显的阳坡-阴坡效应，且在防冻措施下，路基的冻胀损伤区域显著减少，冻胀量最大值显著降低。

2021年5月

发表期刊：Bulletin of Engineering Geology and the Environment

文献导读：本研究旨在深入理解冻土中冰晶生长的物理化学机制及其对基础设施的破坏作用，特别是针对人工冻结过程中引起的冻胀现象。研究者建立了一个考虑热-水-力(THM)耦合行为的离散冰晶模型，专注于冰晶的分离和生长过程。通过数值模拟，验证了冻胀模型的有效性，并应用间歇冻结方法来研究冻胀缓解措施。研究结果表明，间歇冻结能显著减轻冻胀，抑制冻结土壤的潜在冻胀敏感性。利用有限差分法和Matrix Laboratory (MATLAB R2017a)软件进行数值模拟，验证了冻胀模型的有效性，并探索了间歇冻结方法对冻胀的缓解效果。模拟结果揭示了间歇冻结能够显著减轻冻胀现象，并通过改变冻结前沿的位置来控制冰晶的生长速率。

2021年5月

发表期刊：水利学报

文献导读：本研究建立了一个考虑太阳辐射影响的寒区衬砌渠道水-热-力耦合冻胀模型。研究者提出了一种渠道阴影计算方法，并利用HOTTEL晴空辐射模型和辐射度算法建立了渠道热辐射边界方程。该模型结合了冻土水-热-力耦合理论，模拟了环境、冻土和工程相互作用下的冻胀效应。通过与寒区大型输水渠道的现场监测数据对比，验证了模型的准确性，并分析了渠道温度场、水分场及变形场的耦合作用及其非对称、不同步的发展变化规律。研究方法上的创新点在于，该模型能够捕捉太阳辐射和昼夜温差对渠道冻胀的影响，特别是在模拟阴阳坡效应方面。研究使用了COMSOL软件进行数值模拟，该软件能够处理复杂的耦合问题，提供了一种高效的方法来分析寒区渠道的冻胀行为。研究结果表明，太阳辐射和阴阳坡遮蔽导致显著的热边界差异，影响了渠道的冻结速率和冻胀变形，为寒旱区大型渠道的防冻胀设计、复核及修复提供了理论依据。

2021年7月

发表期刊：International Journal of Geomechanics

文献导读：本研究建立了一个改进的非饱和盐渍土在典型单向冻结过程中的水-热-盐-力(IHTSM)耦合模型。该模型考虑了蒸汽流对热传递的影响以及饱和度与孔隙比之间的关系，通过数值模拟方法对水迁移、热传递、蒸汽流、溶质运输和变形的动态过程进行了模拟。研究采用了一维瞬态耦合方程组，以孔隙比、温度、位移和盐浓度作为模型的依赖变量，利用Darcy定律、Clapeyron方程和分离孔隙比构建理论模型。数值模拟使用了COMSOL软件进行，通过与先前研究的模型结果进行比较，验证了IHTSM模型在单向冻结条件下的效果，并详细分析了不同物理场变量的分布特征。研究创新点在于综合考虑了非饱和土壤行为、热-水-盐-应力关系、盐运输和积累，为冷、干旱和盐渍地区的恶劣地质环境破坏过程分析提供了一个初始框架。

2021年8月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究旨在探讨季节性冻土区土壤在循环冻融条件下的冻胀和融沉行为，这是工程结构损坏的主要原因之一。研究基于水-热-力耦合分析，建立了考虑冻土变形的耦合方程，并在数值软件中实现。实验中采用核磁共振（NMR）技术测试了冻土的体积含水量，并将数据导入模型。通过改进的模型设备安排实验土样，监测不同高度土柱的温度和冻胀随时间的变化。通过比较实验和数值模拟结果，验证了基于水-热-力耦合方程的模型有效性和适用性。数值模拟使用了COMSOL软件，利用其偏微分方程（PDE）接口建立物理场，研究采用了一维耦合控制方程，考虑了土壤的物理性质变化，如压缩模量随温度变化。通过实验和数值模拟，研究了冻土在冻融循环下的物理场变化，包括温度场、水分场和变形场。

2021年8月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究通过现场监测和数值模拟相结合的方法，对高速铁路在深季节性冻土区新型防冻切割床的热-水-力行为进行了深入分析。研究主要内容包括：监测数据的分析，防冻切割床在极端气候条件下的数值模型建立，以及冻土斜坡失稳的影响因素探讨。采用的数值方法包括水分-热耦合模型方程和冻胀模型方程，利用COMSOL软件进行有限元模拟，对切割床的温度场、冰含量、位移场进行了模拟分析。创新点在于系统地研究了深季节性冻土区高速铁路新型防冻切割床的热-水-力耦合行为，并提出了相应的防冻措施。研究结果表明，地层外部气温对近地表地温有显著影响，但对深层地温的影响存在滞后性。不同土层中未冻水对地温变化的响应存在延迟现象，且冻胀主要发生在初始冻结和冻融交替期间。

2021年9月

发表期刊：Archive of Applied Mechanics

文献导读：本研究基于非平衡热力学理论和颗粒固体流体动力学（GSH）理论，发展了一种饱和冻土的热-水-力（THM）耦合本构模型。研究考虑了冻土中水-冰相变的物理过程，并引入了GSH理论概念，构建了饱和冻土的熵平衡和颗粒熵方程。通过结合能量守恒与热力学状态方程，导出了动力学方程，建立了饱和冻土的完全耦合THM方程。利用低温三轴压缩试验验证了所提出的热力学本构模型，并通过与实验结果的比较，展示了模型预测与实验数据的一致性。进一步通过建立数值模拟模型，讨论了模型参数的敏感性。研究的创新点在于放弃了传统塑性理论中流动规则、屈服面和塑性势的概念，转而采用GSH理论框架来研究冻土的THM耦合行为。该模型能够描述冻土在加载过程中的应变硬化和软化、体积收缩后膨胀等主要力学特性。

2021年9月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究提出了一种基于颗粒热力学框架的耦合热-水-力（THM）机制模型，用于模拟饱和/非饱和土壤在颗粒重排视角下的力学行为。该模型避免了传统模型中流动规则、屈服函数、耗散势函数和硬化准则等概念的使用。通过构建考虑固体骨架结构强度的弹性势能密度函数，反映了加载路径和土壤结构对土壤颗粒重排的影响。导出的广义有效应力原理适用于耦合热-水-力过程，并能自动考虑应力路径、温度路径和土壤结构的影响。研究中采用了MATLAB软件的ODE45求解器进行数值计算，利用有限差分法迭代解决非线性问题，并采用Runge-Kutta方案进行求解。模型参数的选择基于文献中的数据。研究结果表明，该模型能够通过典型的温度控制三轴试验的实验结果得到验证，证明了其在模拟不同温度和固结压力下非饱和土壤的压缩特性、剪切强度和体积变形等方面的有效性。

2021年10月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究通过实验和数值模拟相结合的方法，深入探讨了阿拉斯加天然冻结土壤的力学行为。研究团队在德克萨斯A&M大学和桑迪亚国家实验室进行了一系列独特的实验，这些实验涉及不同温度（从-6°C至-26°C）和围压（高达54.6 MPa）条件下的天然冻结土壤。基于实验结果，研究者们发展并验证了一个针对冻结土壤的弹塑性模型，该模型考虑了温度和冻吸对冻结土壤行为的影响，包括随着温度降低而增加的预固结压力、刚度和强度。此外，模型还定性地捕捉了冻结土壤在不同温度下的体积行为以及弹性与塑性状态之间的平滑过渡。研究中采用的数值模拟方法基于完全耦合的热-水-力（THM）有限元程序，该程序适用于处理亚零温度问题。研究者们利用该程序分析了地基在融化地面上的行为，展示了所提出方法能够捕捉冻结土壤行为的主要特征。

2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2020年1月

发表期刊：International Journal of Heat and Mass Transfer

文献导读：本研究提出了一个考虑相变效应的饱和硫酸盐盐渍土的热-水-盐-力耦合数学模型，以模拟其单侧冻结过程。研究主要内容包括：基于结晶动力学理论，探讨了冰和盐晶体生长的机制；考虑了水活度和溶液过饱和度对冰-水相变和溶液-盐晶体相变的影响；采用广义Clapeyron方程计算了盐水中水和冰的相平衡条件；研究了盐分对土壤物理和力学性质在冻结过程中的影响。研究方法上，本文采用了有限元算法，通过COMSOL软件进行数值模拟，验证了模型的准确性。创新点在于，该模型综合考虑了热传递、质量迁移、盐结晶和积累以及土壤变形的耦合机制，特别是在盐渍土冻结过程中，对盐分迁移和结晶的影响进行了详细的数值模拟和分析。研究结果表明，模型能够有效地模拟饱和硫酸盐盐渍土在冻结过程中的热质迁移机制，并预测由冻胀和盐膨胀引起的土壤变形。

2020年1月

发表期刊：Permafrost and Periglacial Processes

文献导读：本研究旨在模拟冻土在逐步降温过程中的热-水-力耦合行为，以深入理解冻胀机制。研究中，作者提出了一个数值模型，该模型考虑了未冻区的体积收缩，并使用含水量标准来判断冰透镜的形成。通过将模拟结果与实测数据进行比较，验证了模型的有效性，并发现模型能够描述复杂降温路径下冻土中的热-水-力过程，并预测实际工程情景中的行为。研究方法上，本文采用了基于圆柱坐标系的轴对称问题建模，通过有限元方法求解强非线性方程组。模型中包含了热量传递、水分迁移、土壤冻结特性曲线、力学模型以及冰透镜形成等多个子模型。特别是，作者提出了一个新的冰透镜形成标准，即当土壤的孔隙率超过某个临界值时，认为形成了冰透镜。

2020年2月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究旨在开发一种考虑水-冰相变的热-水-力(THM)耦合模型，以降低冻融风化对工程安全的威胁并提升冻土区域工程的稳定性。研究者通过将冰-水相变模型与THM耦合模型结合，利用FISH语言在FLAC3D软件包中嵌入了一个简化的模型。该模型通过均匀冻融试验和单向冻融试验进行了验证和扩展，测试结果与实验室测试结果吻合良好，证明了简化算法的可行性。开发的THM模型具有较好的实用性，适用于探索多场变化规律，是分析冻土区域冻融破坏机制和工程保障措施的有效工具。模型基于能量守恒方程和冻融过程中能量阶段的划分假设，提出了水-冰相变简化算法。通过均匀冻融试验和单向冻融试验对模型进行了验证，结果表明模型能够准确模拟温度、位移和冰透镜的形成，且与实验数据一致。

2020年2月

发表期刊：International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

文献导读：本研究提出了一种基于等几何分析的热-水-力（THM）耦合模型，用于模拟非饱和土壤中的热-水-力耦合过程。研究的核心内容包括开发一种新的IGA-有限元分析（FEA）框架，该框架利用贝塞尔（Bézier）抽取技术将IGA与常规FEA相连接，以解决非饱和土壤中的THM问题。该模型采用了NURBS（非均匀有理B样条）基函数，通过标准伽辽金方法和弱形式平衡方程进行空间离散化，以模拟位移、毛细压力、气体压力和温度这四个独立变量。研究方法上，本文采用了等几何分析，这是一种新兴的数值方法，它通过提高插值函数的连续性，为解决高度非线性问题提供了方法。此外，模型还考虑了表面张力的温度依赖性，以及在土壤-水保持曲线中实现。研究结果表明，增加位移速率会导致等效塑性应变的减少，而增加温度则会导致等效塑性应变的增加。

2020年3月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究提出了一个全耦合的热-水-力-化学（THMC）模型，用以模拟考虑饱和流体盐度影响的人工地层冻结过程。研究基于多孔介质理论推导质量、能量和动量平衡方程，引入了毛细压力和相变潜热的表达式。模型采用了宏观连续介质方法，通过液体饱和度函数追踪相变前沿，并利用有效应力概念预测地层冻结的力学效应。模型的有效性通过与不同浓度的氯化钠溶液初始饱和的样品进行的无应力冻结实验室试验进行验证。数值模拟采用COMSOL软件进行，通过非线性系数形式的偏微分方程（PDE）公式实现。研究结果表明，数值预测与实验测量的温度和应变结果吻合良好，证实了所提出的THMC模型能够捕捉与含盐水饱和多孔介质冻结相关的主要热-水-力现象。

2020年4月

发表期刊：Water

文献导读：本研究旨在探讨寒冷地区饱和土壤冻结过程中冰透镜的形成和层理结构，这一现象与冻胀和水分迁移密切相关。研究通过数值模拟结果分析了冰透镜形成和层理的物理机制。研究方法上，本文采用了耦合热-水-力模型，利用COMSOL软件进行数值模拟，以复现实验结果并分析水分迁移和冰透镜层的形成。模型中考虑了温度、孔隙水压力、孔隙冰压力和有效应力对土壤冻结过程中水分迁移和冰透镜形成的影响。创新点在于，文章提出了基于通量率的冰透镜形成新标准，并通过数值模拟验证了该标准的适用性。此外，研究还详细分析了冰透镜层的形成过程，为理解冻土中冰透镜的形成机制提供了新的视角。研究结果表明，冰透镜的形成受到水分补给、土壤压缩和低温下冰晶与土壤颗粒分离力的影响。

2020年10月

发表期刊：Water

文献导读：本研究建立了一个新的热-水-力(THM)耦合模型，用以描述饱和土壤的冻结过程，并考虑了冰透镜的形成。该模型综合考虑了热量传递、热量对流、孔隙水的相变、力学平衡以及冰透镜的形成。通过推导新的冰透镜形成准则，并利用有限元方法在COMSOL软件中进行求解，模拟了不同初始孔隙比、水力导性和土壤颗粒热导性对土壤冻结过程的影响。研究发现，冻结前沿的最终稳定位置主要取决于冷端和暖端的温度，而具有较低初始孔隙比和水力导性以及较大热导性的土壤冻结前沿达到稳定位置更快，且前期冰透镜数量较少。冻胀与初始孔隙比、水力导性和热导性呈正相关。稳定冰透镜主要受水力导性影响，随着水力导性的增加，稳定冰透镜的厚度变大。研究的创新点在于提出了一个新的冰透镜形成准则，并综合考虑了多个物理过程的耦合效应，这在以往的研究中较少见。

2020年10月

发表期刊：Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Geotechnical Engineering

文献导读：本研究提出了一种简化的数值方法，用于模拟冻土融化过程。该方法采用顺序耦合的算法，通过两个独立的分析步骤来解决热传递和固结问题，其中温度场从第一步传递到第二步。研究使用了商业有限元分析软件Abaqus进行计算，考虑了土壤的温度依赖性热力和力学性质，以及大应变固结理论和塑性本构关系。研究方法的创新点在于其简化的顺序耦合算法，该算法在计算效率上具有显著优势，同时为工程目的提供了合理的准确性。此外，该方法能够模拟复杂的三维几何形状和边界/加载条件，适用于退化永冻土问题的模拟，这是其主要的创新之处。研究结果表明，该数值方法能够通过与实验室试验、理论预测和加拿大一个不稳定道路路堤的详细案例研究的比较，得到充分的验证。

2020年10月

发表期刊：Canadian Geotechnical Journal

文献导读：本研究提出了一种热-水-力耦合（THM）框架，用于模拟冻土的霜胀和融化固结过程。该框架采用有效应力和总应力作为未冻土和冻结土的应力变量，通过“有效（总）应力-孔隙比-渗透率”关系来解释不同冷却模式下的土壤霜胀行为、融化固结过程以及冻融循环引起的关键参数变化。在拉格朗日坐标下发展的控制方程被实现在有限元系统中，并通过与小应变和大应变融化固结理论的比较来验证框架，然后通过两个数值例子来评估框架在季节性冻土和多年冻土区域模拟冻融循环过程的性能。研究的创新点在于提出了一种新的THM框架，该框架能够同时考虑霜胀和融化固结，并且能够模拟冻融循环对土壤性质的影响。研究结果表明，所提出的THM框架能够合理地再现季节性冻土和多年冻土区域的冻融循环过程，验证了该框架的有效性和适用性。

2020年12月

发表期刊：Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读：本研究提出了一种新的相场-热-水-力(P-THM)模型，用于深入理解和模拟流体饱和多孔介质中的冻融循环过程。该模型采用宏观双相非等温多孔介质模型，并结合相场方法(PFM)来考虑温度发展、孔隙流体流动以及由于冰形成(相变)引起的体积变形。研究中特别强调了将冰和水作为单一孔隙流体的统一运动学处理，其中PFM用于描述两种组分之间的相变。使用PFM方法的一个重要优点是其在标准有限元框架内实现的可行性，因为不需要显式跟踪相变组分的移动边界(界面)。研究中采用的数值方法包括有限元方法(FEM)，使用FlexPDE软件进行实现。研究结果表明，所提出的模型能够有效地描述多孔介质中冻融过程中的相互作用机制，包括相变和固体骨架的力学变形。

2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2019年2月

发表期刊：Cold Regions Science and Technology

文献导读：本研究提出了一种新的准静态模型，用于模拟冻土中冰透镜生长的过程。该模型基于水活性准则，考虑了恒定分离温度假设的局限性，并在时间变化温度下进行建模。通过将传统的达西定律中的压势梯度替换为基于水活性的化学势梯度，来计算水的流速，从而更准确地预测冰透镜的生长，并描述特定温度下冰的成核和水的状态。此外，研究中还提供了分离势的数学描述，并应用改进的Kozeny-Carman方程来确定给定土壤的水渗透性。数值模拟是使用MATLAB R2017a软件进行，模型考虑了等效水压力的影响，以修改冻结特征函数，从而数学地确定并改进了冻结边缘处依赖于温度和等效水压力的水力渗透性。通过将准静态模型与改进的水力渗透性函数耦合，基于实验室测量的冰透镜温度数据验证了冰透镜生长的数值计算。

2019年3月

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：本研究提出了一种基于等几何分析（IGA）的建模框架，用于饱和多孔介质中热-水-力（THM）问题的全耦合数值模拟。该框架采用Bézier提取技术，将IGA与传统有限元方法（FEM）相连接，利用两者的优势。数学模型基于非等温多相地质材料的混合混合物理论，通过标准Galerkin方法，发展了整体连续体的线性动量、质量和能量平衡方程的弱形式。作者将基于NURBS和Bézier提取算子的新插值函数集成到了Comes-Geo THM有限元代码中。研究结果与分析解进行了验证，并通过两个示例问题展示了该方法的应用。结果表明，该方法在模拟THM问题时提供了一个稳健的替代方案。研究方法的创新之处在于将IGA与FEM相结合，利用Bézier提取算子作为IGA和FEM之间的接口，这在解决饱和多孔介质中的THM问题中尚属首次尝试。

2019年4月

发表期刊：Journal of Marine Science and Engineering

文献导读：本研究建立了一个考虑水合物承载沉积物损伤的热-水-力-化学(THMC)多场耦合数学模型，以分析气水合物开发中近井筒储层的稳定性。研究中引入了损伤变量，并基于连续损伤理论和多场耦合理论，考虑了水合物承载沉积物在热场、渗流场和力场中的损伤效应。通过COMSOL软件进行数值求解，分析了水合物饱和度、孔隙压力、损伤变量和有效应力的分布，并利用模型对水合物开发过程中近井筒储层的稳定性进行了评估。研究的创新点在于提出了一个包含损伤阈值和剩余强度影响的损伤统计本构模型，并将损伤变量引入到多场耦合模型中，以更准确地描述水合物开发过程中沉积物结构损伤的演变及其对储层稳定性的影响。数值模拟结果表明，水合物承载沉积物的结构损伤对近井筒储层的稳定性有不利影响，且井筒附近的储层稳定性更差，尤其是在最小水平地应力方向上。

2019年6月

发表期刊：Applied Thermal Engineering

文献导读：本研究提出了一种耦合了Darcy-Stefan模型和多孔弹性方程的热-水-力-化学(THM)耦合模型，用于计算由井筒热传递引起的多年冻土融化沉降。该模型考虑了冻融区之间的可移动界面，并在内移动边界上定义了Darcy速度和流体通量边界条件。通过小尺度几何模型和文献中的测试井模型进行模型应用计算，研究了不同孔隙流模式对融化半径时空演化的影响以及冻土融化引起的井筒载荷条件变化。研究中采用了COMSOL平台进行数值模拟，考虑了流-固耦合、流-固非耦合和无流三种不同的水力-力学耦合模式。通过对比一年融化期内的地表沉降曲线和实测沉降曲线，验证了本文使用的计算模型和土壤参数的合理性。

2019年8月

发表期刊：东北大学学报（自然科学版）

文献导读：本研究基于“三区域”理论，建立了考虑水分迁移和水冰相变的寒区隧道水热耦合问题的联合求解微分方程。采用COMSOL软件实现了温度场和水分场的耦合数值模拟，并通过与土柱冻结试验结果的对比，验证了水热耦合数值模拟模型的有效性。研究重点推导了基于冻胀理论的寒区隧道应力场控制方程，并利用孔隙冰与冻胀率之间的关系建立了寒区隧道水热力三场耦合计算模型。以牡丹江至绥芬河区间的牡绥隧道为例，进行了温度场、水分场和应力场的模拟分析。研究方法的创新点在于引入了阻抗系数以考虑冰对未冻水的阻碍作用，并基于冻胀理论建立了水热力三场耦合模型。该模型能够综合考虑温度场、水分场和应力场的相互作用，为寒区隧道的冻害现象提供了更为准确的模拟分析。

2019年9月

发表期刊：Transportation Geotechnics

文献导读：本研究提出了一个基于孔隙弹性理论的完全耦合热-水-力模型，旨在预测易受霜冻影响的土壤中冰透镜体的形成、温度分布和孔隙水压力。该模型通过实验和现场数据进行了验证，并应用于加拿大马尼托巴省两个双桶混凝土涵洞场地的霜冻隆起预测。研究方法包括多物理场分析，涉及热传递、质量传递和机械分析，以全面解释霜冻敏感土壤中冰透镜体的形成。模型采用有限元方法实现，并通过COMSOL软件进行数值求解。创新点在于将孔隙率函数与修正的Cam Clay模型耦合，考虑了土壤固结对霜冻隆起的影响，并适应了有效应力分析方法。研究结果表明，采用保温和非霜冻敏感的回填材料可以有效减少霜冻隆起和路面的相应差异变形。此外，研究还考虑了不同保温方法对减少路面霜冻隆起和差异位移的影响，为寒冷地区涵洞结构的设计或修复提供了参考。

2019年10月

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：本研究针对人工地层冻结（AGF）技术在矿业工程中的应用，开发了一个全面的热-水-力（THM）耦合模型。通过结合Cigar Lake矿山现场收集的温度和位移监测数据，对模型进行了验证。研究结果表明，所开发的模型能够准确预测地面温度和位移，与现场测量数据吻合良好。该模型考虑了与地层冻结相关的主要热-水-力耦合机制，并适用于大规模矿业应用。在模型中，采用了孔隙介质理论，通过液态饱和度函数来模拟相变前沿，并利用有效应力概念来描述地层中应力的分配。此外，模型采用了有限元方法进行数值模拟，并通过COMSOL软件实现。创新点包括对Cigar Lake矿山特定地质条件的考虑，以及对模型参数的校准，特别是液态饱和度函数的确定。此外，研究还探讨了如何通过调整模型几何形状和边界条件来简化问题，以减少计算量并提高数值模拟的效率。

2019年11月

发表期刊：Engineering Geology

文献导读：本研究针对青藏铁路路堤排水沟在温暖冻土地区出现的破坏问题进行了案例分析。研究首先描述了2008年安装的预制U形混凝土衬砌的损坏模式，并基于COMSOL软件使用耦合热-水-力有限元模型模拟了地面冻结期间的温度和应力分布。通过参数研究，评估了这些结果对土壤含水量和U形混凝土衬砌刚度的敏感性。基于模型结果，提出了一种新的设计，包括粗颗粒过渡层和不透水土工布，并对其在现场实验中的表现进行了六年后的评估。研究结果表明，原始排水沟的设计受到施工条件、不均匀融化沉降和冻胀应力的影响。模型预测显示，由于冻胀应力引起的弯曲，U形衬砌外侧边缘的拉应力可能超过混凝土的抗弯强度下限，导致衬砌中下部出现纵向裂缝。提出的改进设计通过在现场试验中的表现验证了其有效性，显示出良好的长期性能。

2019年12月

发表期刊：Transportation Geotechnics

文献导读：本研究针对寒冷地区路堤的热-水-力耦合特性不确定性进行了随机耦合分析。研究工作的核心在于开发了一种随机分析方法，该方法考虑了水分迁移、热传导和冰-水相变过程的耦合，并把水热参数视为随机场。研究中提出了一种从点方差计算局部平均方差的方法，并建立了冻土的随机水热过程模型。研究通过MATLAB 7.0编制了随机水热耦合程序，计算并分析了青藏铁路沿线路堤的水热行为的不确定性，并得到了温度和未冻水含量的统计特性变化规律。研究结果表明，水分迁移可以促进冻土中的不确定性热传递，增加冻土温度特性的验证度。此外，路堤底部未冻水含量的标准差较大，且随着时间的推移，温度和未冻水含量的平均标准差增加，表明不确定性水热特性的变异性越来越明显。

2019年12月

发表期刊：Soils and Foundations

文献导读：本研究开发了一个热-水-力（THM）耦合模型，旨在分析斜坡的稳定性。该模型考虑了温度变化、孔隙水压力和应力位移等过程的全耦合效应。研究中采用了有限元方法（FEM）进行数值模拟，利用COMSOL软件实现了模型的计算。通过与传统极限平衡法的计算结果对比，验证了所开发模型的有效性。此外，通过三个案例研究，包括数值模拟和实验室实验，进一步验证了模型的适用性。研究结果表明，斜坡的安全性因子和临界滑移面分布显著受到热、水力和机械过程及其耦合效应的影响。该模型能够准确预测斜坡在THM耦合过程下的行为演变，为斜坡加固设计和滑坡分析提供了有用的信息。研究工作的核心在于提出了一个能够全面考虑斜坡稳定性影响因素的THM耦合模型。