盾构管片接缝传力垫层的接触特性试验研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2017.11.007

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隧道建设（中英文） ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (11): 1404-1408.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2017.11.007

盾构管片接缝传力垫层的接触特性试验研究

张振宇^{1, 2}，李豪杰^{1, 2}，李朝君³，贾长恒^{1, 2}，冯吉利^{1, 2}

（1. 中国矿业大学（北京）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083； 2. 中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京 100083； 3. 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074）

收稿日期:2017-01-12 修回日期:2017-09-07 出版日期:2017-11-20 发布日期:2017-12-09
作者简介:张振宇（1989—），男，河北唐山人，中国矿业大学（北京）岩土工程专业在读博士，研究方向为地下结构稳定性分析。Email: zhangzhenyu891011@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金（U1261212）；国家博士后面上基金（2016M592888XB）；重庆市博士后基金（Xm2016055）

Experimental Study of Contact Characteristics of Rubber Cushion Used in Shield Segment Joints

ZHANG Zhenyu^{1, 2}, LI Haojie^{1, 2}, LI Chaojun³, JIA Changheng^{1, 2}, FENG Jili^{1, 2}

（1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China; 2. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China; 3. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China）

Received:2017-01-12 Revised:2017-09-07 Online:2017-11-20 Published:2017-12-09

摘要/Abstract

摘要：

为了研究盾构管片接缝的接触特性，采用带有橡胶垫层的混凝土试件来模拟盾构管片和橡胶垫层，通过加卸载条件下的直剪试验和单轴压缩试验，探究盾构管片接缝和接头处的切向和法向接触特性。由试验结果可知： 1）接触面剪切应力随剪切位移的变化过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和应变软化3个阶段，剪切峰值应力的残余百分比为55%～65%; 2)橡胶垫层在混凝土之间起到了良好的缓冲作用，对管片的失稳破坏过程有一定的延缓作用; 3)根据试验结果得出管片混凝土强度等级为C50、传力垫层厚度为2 mm时接触面的切向和法向接触刚度，为盾构管片接缝传力垫层接触摩擦特性的分析计算提供参考。

关键词: 盾构管片, 接缝和接头, 接触摩擦, 橡胶垫层, 接触刚度

Abstract:

The shield segment and rubber cushion are simulated by concrete specimens with rubber cushion to study the contact characteristics of shield segment joints. The contact characteristics of the joints of shield segment are investigated by direct shear test and uniaxial compression test under cyclic loading and unloading conditions. The test results show that: 1) The shearing process can be divided into elastic deformation, elastoplastic deformation and strain softening stage; and the residual percentage of the peak shear stress is about 55%- 65%. 2) The rubber cushion plays a good buffer role between the concretes, which may delay the buckling failure of the tunnel segments. 3）The normal and tangential contact stiffness of the contact surface is obtained when the concrete strength of the tunnel segments is C50 and the thickness of the cushion is 2 mm, so as to provide reference for analyzing and calculating the contact friction of the cushion.

Key words: shield segment, joints, contact friction, rubber cushion, contact stiffness

中图分类号:

U 45

张振宇，李豪杰，李朝君，贾长恒，冯吉利. 盾构管片接缝传力垫层的接触特性试验研究[J]. 隧道建设, 2017, 37(11): 1404-1408.

ZHANG Zhenyu, LI Haojie, LI Chaojun, JIA Changheng, FENG Jili. Experimental Study of Contact Characteristics of Rubber Cushion Used in Shield Segment Joints[J]. Tunnel Construction, 2017, 37(11): 1404-1408.

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盾构管片接缝传力垫层的接触特性试验研究

Experimental Study of Contact Characteristics of Rubber Cushion Used in Shield Segment Joints

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