考虑水平(切向)位移影响的垫层孔隙内土工膜顶胀变形分析

以薄膜理论为基础的曲线交汇法是目前工程中常用的分析颗粒垫层孔隙内土工膜顶胀变形的方法,该法假设了土工膜受水压顶胀作用向垫层孔隙内压陷时,只存在垂直膜铺设平面的竖向(法向)位移,而未考虑平行膜铺设平面的水平(切向)位移,所以计算结果存在一定的理论误差。首先基于有限单元法,分析了水平(切向)位移对膜应变计算的影响,提出了一个能够考虑水平(切向)位移的膜顶胀变形的计算方法,并通过对圆形孔隙内膜顶胀变形试验的计算模拟,验证了该方法的准确性;其次,对不同形状孔隙内的膜顶胀变形进行分析,得出了不同形状孔隙内膜的应变分布特点,同时根据应变分布特点分析了不同孔隙形状内膜发生顶胀破坏的形式;最后,通过与薄膜理论曲线交汇法在相同条件下计算结果的对比分析,表明水压力越大,薄膜理论曲线交汇法与本文方法的计算结果的差异也越大,所以水压力较大时,水平(切向)位移对孔隙内膜应变的影响较大,不能忽略。