为了探究冻融荷载作用下框锚支护边坡的温度、水分、应力场以及锚杆内力的变化，基于传统水热力耦合方程，建立了考虑排水与补水条件的水热力耦合方程。通过COMSOL软件PDE和固体力学模块接口实现温度、水分及应力场的耦合求解，从而建立框锚支护边坡的多场耦合计算模型，较好地反映了冻融过程中各物理量变化规律。进一步结合室外试验，对比分析冻融期内土体温度、位移、未冻水以及锚杆内力等的监测值与计算值，结果表明：冻结期内，未冻水含量沿地表向下由小到大分布，地表温度变化对土体温度最大影响深度约为2.5 m,导致在融化期出现了2条与地表接近平行的融化带，致使未冻水含量由地表向下由大到小再由小到大分布。由应力分布云图得知，支护前在冻结期边坡没有剪应力集中发展趋势，处于稳定状态；在融化期，土体融沉导致在坡顶和坡地面出现明显的剪应力集中，边坡处于不稳定状态；支护后剪应力集中现象消散，表明支护效果良好。在整个冻融期内，锚杆轴力在冻结期增量最大，在融化期轴力大幅度下降但仍比初始时大，说明坡体发生了永久变形，冻胀变形对锚杆内力影响不容忽视，类似土质气候地区边坡工程中需给予重视。

来源平台：煤炭学报