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第1章 绪论1

1.1冻土工程随机热力特性研究意义1

1.1.1寒区冻土工程简况1

1.1.2寒区冻土工程随机热力特性研究意义2

1.2冻土工程随机热力特性研究概况2

1.2.1岩土参数随机性描述方法2

1.2.2随机有限元法8

1.2.3冻土工程随机温度场14

1.2.4冻土工程随机变形场18

主要参考文献21

第2章 土性参数随机场描述与离散31

2.1基本概念31

2.1.1随机变量31

2.1.2随机过程31

2.1.3随机场32

2.2随机场的数字特征32

2.3随机场的局部平均理论33

2.3.1一维局部平均随机场的数字特征34

2.3.2二维局部平均随机场的数字特征35

2.3.3相关距离及其计算38

2.3.4方差折减函数及其计算39

2.3.5局部平均随机场的独立变换39

2.4三角形单元局部平均法40

2.4.1随机场单元的描述及数字特征41

2.4.2协方差矩阵的解析计算法43

2.4.3协方差矩阵的数值计算法45

2.4.4计算实例47

主要参考文献50

第3章 冻土工程温度场随机有限元分析方法52

3.1概述52

3.2控制微分方程与有限元公式52

3.2.1确定性控制微分方程52

3.2.2边界条件与初始条件55

3.2.3确定性有限元分析56

3.3冻土工程温度场随机分析模型62

3.3.1热学边界条件随机性描述62

3.3.2冻土热学参数随机性描述63

3.3.3随机温度场NSFEM分析63

3.4冻土工程温度场随机有限元程序开发66

3.4.1程序原理66

3.4.2程序研发69

主要参考文献69

第4章 冻土本构模型及数值算法70

4.1概述70

4.2弹性部分与强度准则71

4.2.1弹性分析71

4.2.2强度准则71

4.3屈服面与硬化参数72

4.3.1屈服函数72

4.3.2当前屈服面硬化参量及其修正74

4.3.3参考屈服面硬化参量76

4.3.4固结参数与潜在强度77

4.3.5屈服面及潜在强度的演化规律79

4.4应力-应变关系80

4.5模型参数获取84

4.6变刚度算法86

4.6.1基本思路86

4.6.2当前状态分析88

4.6.3加-卸载过程分析88

4.6.4数值实现过程92

主要参考文献93

第5章 冻土工程变形场随机有限元分析方法95

5.1概述95

5.2控制微分方程与有限元公式95

5.2.1确定性控制微分方程95

5.2.2边界条件与初始条件96

5.2.3确定性有限元分析96

5.3冻土工程变形场随机分析模型99

5.3.1冻土力学参数随机性描述99

5.3.2随机变形场NSFEM分析99

5.4冻土工程变形场随机有限元程序开发100

5.4.1程序原理101

5.4.2程序研发106

主要参考文献106

第6章 典型冻土工程随机温度场与变形场分析107

6.1概述107

6.2路基工程随机温度场与变形场分析107

6.2.1计算模型与参数107

6.2.2计算结果与分析110

6.2.3变形可靠性评价124

6.3管线工程随机温度场与变形场分析131

6.3.1计算模型与参数131

6.3.2计算结果与分析134

6.3.3变形可靠性评价141

6.4塔基工程随机温度场与变形场分析145

6.4.1计算模型与参数145

6.4.2计算结果与分析147

6.4.3变形可靠性评价155

主要参考文献159

附录：典型冻土工程基础变形可靠性分析代码161