管片接缝和接头处接触摩擦作用对盾构管片稳定性有重要影响。为分析盾构管片块体间的接触摩擦效应,采用直剪试验研究了贴有橡胶垫层混凝土的接触摩擦特性。试验结果表明:当混凝土与混凝土接触时,峰值之前的剪切应力随剪切位移变化过程可分为弹性变形阶段和塑性硬化变形阶段;剪切应力达到峰值后,接触面处于理想塑性应力状态。当混凝土试件贴有橡胶垫层时,橡胶垫层在混凝土之间起到良好的缓冲作用,接触面剪切应力明显减小,并伴有明显的软化变形阶段。当轴向应力在1.5~13 MPa范围内时,残余应力与峰值剪切应力比为55%~65%,当轴向应力分别为17 MPa和21 MPa时,其比值分别为70%、80%。本研究采用Archard非线性摩擦幂次准则描绘了接触面峰值剪切应力与轴向应力的关系。试验结果给出不同接触面剪切应力与剪切位移关系,为相似接触面接触摩擦作用的相关研究提供借鉴。

国家自然科学基金(U1261212；51134005)；