[发明专利]用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构及其制作方法

权利要求书

1.一种用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构，其特征在于：包括底座、竖直设在底座上截面呈隧道轮廓的模具，所述模具包括内模板和外模板，所述内模板和外模板均由若干段圆弧形钢板拼接而成，内模板和外模板之间形成的腔体间隔设有阻隔片，在内模板、外模板与阻隔片之间形成的若干个独立腔室内浇铸有石膏浆液，待石膏浆液风干成型后，形成衬砌结构分块，所述独立腔室内埋设有土压力传感器。

2.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构，其特征在于：所述内模板的外表面，外模板的内表面均涂覆有脱模剂层，所述阻隔片的两侧面也涂覆有脱模剂层。

3.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构，其特征在于：所述阻隔片为呈“Ω”形的薄铝片。

4.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构，其特征在于：所述底座为PVC泡沫板。

5.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构，其特征在于：所述脱模剂为凡士林或黄油，所述圆弧形钢板为圆弧形镀锌钢板，所述石膏浆液为建筑石膏与水按2：1比例搅拌均匀形成的流塑态。

6.一种用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构的制作方法，其特征在于：所述用于隧道模型试验的拼装式衬砌结构包括底座、竖直设在底座上截面呈隧道轮廓的模具，所述模具包括内模板和外模板，所述内模板和外模板均由若干段圆弧形钢板拼接而成，内模板和外模板之间形成的腔体间隔设有阻隔片，在内模板、外模板与阻隔片之间形成的若干个独立腔室内浇铸有石膏浆液，所述独立腔室内埋设有土压力传感器；制作时，将隧道原型按设计几何相似比进行缩尺，进而根据缩尺后衬砌结构模型的内外轮廓尺寸，定制相应的模具，模具的内模板和外模板均由若干段圆弧形钢板拼接而成；模具的底座采用PVC泡沫板；模具的阻隔片采用弯曲成Ω形的薄铝片；在内模板外侧面和外模板内侧面涂抹脱模剂以便于后期脱模，在底座上刻画出衬砌结构模型内外轮廓线位置，将内模板和外模板嵌入底座中，在阻隔片两侧涂抹脱模剂，并将其按一定间距插入内外模板之间，使之形成若干独立腔室；接着在上述相互独立腔室中，注入按特定比例调配的石膏浆液，待其风干成型后，形成具有Ω形接头的拼装式衬砌结构分块；浇筑过程中，可在衬砌结构分块中预埋微型土压力传感器，以便后期开展模型试验过程中，测量特定位置处衬砌结构与围岩之间的接触压力；然后拆除底座，将风干成型的衬砌结构分块依次脱出模具；开展模型试验时，随着掌子面的分部开挖，将各衬砌结构分块依次拼装，以模拟实际施工过程，拼装过程中，应在各分块的拼装接缝处涂抹强力胶，以保证各分块之间可靠连接。