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研究亮点
成都山地所在非饱和土热-水-力耦合模拟研究方向取得新进展
土体温度变化，一方面会直接改变其水力特性与物质组成，另一方面会引发热应变与热渗透效应，进而在土体内部形成系列复杂的热-水-力耦合响应，涉及多孔介质热传导、气液流动和骨架变形等多个物理过程的相互耦合。热-水-力耦合过程在山地灾害，尤其是高寒山区山地灾害孕灾成灾过程中起着至关重要的作用。然而，现有的数值程序无法有效考虑坡体从小变形到大变形运移全过程中的热-水-力耦合作用效应。
中国科学院成都山地灾害与环境研究所何思明研究员团队基于多孔介质力学理论推导了基于显式积分的非饱和热-水-力耦合模型，构建了基于广义插值形函数的热-水-力耦合物质点模拟框架，编制了通用的热-水-力耦合模拟平台，并以温度-降雨-变形耦合条件下非饱和斜坡体的破坏全过程模拟为例验证了该套模拟方法的可靠性及适用性。基于该模拟框架还可进一步考虑植被蒸腾、冰水相变等更为复杂的热-水-力耦合现象。研究成果对揭示全球气候变化条件下青藏高原高寒山区山地灾害形成演化机理、预测预报与风险评估提供了理论框架及关键平台支撑。 该研究得到了国家自然科学基金（41925030, 41790433），中科院STS项目（KFJ-STS-QYZD-172），山地所青年百人团队项目以及中科院青年创新促进会等项目的支持。成果发表在国际计算力学顶级期刊《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》上。
图1 坡体温度随气温演化模拟云图
图2温度-降雨-变形耦合条件下斜坡体降雨失稳过程饱和度及剪切应变模拟云图 原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782521004114?via%3Dihub |
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