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