一种可循环利用的隧道缩尺试验石膏管片模具的制作方法

本发明涉及工程结构模具装置技术领域，特指一种可循环利用的隧道缩尺试验石膏管片模具。

背景技术：

近年来，随着城市地下交通系统的快速发展，大量的城市隧道被修建，对隧道相关的研究越来越重要。为了研究隧道开挖和运行的相关力学特性，需要进行大量的试验研究，由于现场试验受环境影响较大且试验费用较高，采用室内缩尺模型研究隧道静动力特性十分普遍。石膏作为一种物理特性已知，可塑性好、硬化快的材料，在缩尺试验中模拟隧道管片有着独特的优势。然而，工厂流水线式的石膏生产工艺制作的石膏尺寸和形状相对固定，不能满足室内缩尺试验所需的不同尺寸和形状的石膏管片的需求，因此迫切需要设计出一种简单经济高效的专用于缩尺试验中制作隧道石膏管片的模具。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于缩尺试验可循环利用的隧道管片模具，该模具制作简单，费用低，易于拼装与拆卸，可以通过添加石膏缓凝剂控制石膏的成型时间，脱模方便，易于操作，可循环使用。

为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：

一种可循环利用的隧道缩尺试验石膏管片模具，包括底板、内模与外模，内模定位于底板上，外模套于内模外侧，并固定于底板上，且内模的外壁与外模的内壁之间设有用于装石膏混合浆的空间。

进一步而言，所述底板包括矩形板与木制圆盘一，木制圆盘一通过木板胶固定于矩形板中心位置上，矩形板的四个角点位置均设有螺栓孔一。

进一步而言，所述内模包括矩形塑料片一、木制圆盘二与半圆盘形木制板，矩形塑料片一环绕成一个中空的圆柱形结构，木制圆盘二通过木工气枪钉固定于圆柱内下部位置，半圆盘形木制板通过木工气枪钉固定于圆柱内上部位置。

进一步而言，所述木制圆盘二通过木工气枪钉固定于圆柱内下部位置，并留有一定空间方便嵌套于底板上的底板的木制圆盘一上。

进一步而言，所述木制圆盘二与底板木制圆盘一尺寸一致。

进一步而言，所述外模包括底座一与底座二，底座一与底座二上均设有由矩形塑料片二弯折而成的半圆弧形结构，矩形塑料片二的两端均通过木工气枪钉固定有耳朵状木板，底座一上的矩形塑料片二上的耳朵状木板与底座二上的矩形塑料片二上的耳朵状木板固定连接。

进一步而言，所述底座一与底座二均由矩形木板去除半圆形槽构成，由矩形塑料片二弯折而成的半圆弧形结构通过木工气枪钉固定于半圆形槽位置处。

进一步而言，所述底座一上的矩形塑料片二上的耳朵状木板与底座二上的矩形塑料片二上的耳朵状木板上均设有螺栓孔三，并通过连接螺栓二固定连接。

进一步而言，所述底座一与底座二上均设有与底板上的螺栓孔一配合设置的螺栓孔二，并通过连接螺栓一固定连接。

本发明有益效果：

1)设计的隧道石膏管片模具，制作简单，使用的材料常见低廉，整体造价低，通过改变矩形塑料片的边长和木制圆盘的直径可以满足隧道缩尺试验中对各种尺寸石膏管片模具的需求，本套模具方便快速运输，而且还可以多次循环使用；

2)设计的隧道石膏管片模具，可快速简单的拼装和拆卸，浇筑过程简单且易于脱模，对操作人员技术要求低。

附图说明

图1是隧道石膏管片模具立体图；

图2是隧道石膏管片模具主视图；

图3是隧道石膏管片模具左视图；

图4是隧道石膏管片模具爆炸图。

1.底板；11.矩形板；12.木制圆盘一；13.连接螺栓一；14.螺栓孔一；2.内模；21.矩形塑料片一；22.木制圆盘二；23.半圆盘形木制板；3.外模；31.底座一；32.矩形塑料片二；33.耳朵状木板；34.连接螺栓二；35.螺栓孔二；36.螺栓孔三；37.底座二。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图4所示，本发明所述一种可循环利用的隧道缩尺试验石膏管片模具，包括底板1、内模2与外模3，内模2定位于底板1上，外模3套于内模2外侧，并固定于底板1上，且内模2的外壁与外模3的内壁之间设有用于装石膏混合浆的空间。采用这样的结构设置，通过底板1、内模2与外模3拼装固定构成可循环利用的隧道缩尺试验石膏管片模具，使用时，将配成比例的石膏混合浆倒入内模2的外壁与外模3的内壁之间的空间内，待石膏终凝完成就可以开始拆模，该模具制作简单，费用低，易于拼装与拆卸，可以短时间内快速使隧道石膏管片成型，并且方便脱模，易于操作，可循环使用。

更具体而言，所述底板1包括矩形板11与木制圆盘一12，木制圆盘一12通过木板胶固定于矩形板11中心位置上，矩形板11的四个角点位置均设有螺栓孔一14。采用这样的结构设置，构成底板1结构。

更具体而言，所述内模2包括矩形塑料片一21、木制圆盘二22与半圆盘形木制板23，矩形塑料片一21环绕成一个中空的圆柱形结构，木制圆盘二22通过木工气枪钉固定于圆柱内下部位置，半圆盘形木制板23通过木工气枪钉固定于圆柱内上部位置。采用这样的结构设置，构成内模2结构，其中，半圆盘形木制板23可用于脱模时的固定和转动。

更具体而言，所述木制圆盘二22通过木工气枪钉固定于圆柱内下部位置，并留有一定空间方便嵌套于底板1上的底板1的木制圆盘一12上。采用这样的结构设置，拼装时，将内模2的矩形塑料片一21环绕成一个中空的圆柱形结构嵌套于底板1上的底板1的木制圆盘一12上，实现将内模2定位于底板1上。

更具体而言，所述木制圆盘二22与底板1木制圆盘一12尺寸一致。采用这样的结构设置，制作更方便，无需重新开模。

更具体而言，所述外模3包括底座一31与底座二37，底座一31与底座二37上均设有由矩形塑料片二32弯折而成的半圆弧形结构，矩形塑料片二32的两端均通过木工气枪钉固定有耳朵状木板33，底座一31上的矩形塑料片二32上的耳朵状木板33与底座二37上的矩形塑料片二32上的耳朵状木板33固定连接。采用这样的结构设置，构成外模3结构。

更具体而言，所述底座一31与底座二37均由矩形木板去除半圆形槽构成，由矩形塑料片二32弯折而成的半圆弧形结构通过木工气枪钉固定于半圆形槽位置处。采用这样的结构设置，将矩形塑料片二32弯折而成的半圆弧形结构固定于底座一31与底座二37上。

更具体而言，所述底座一31上的矩形塑料片二32上的耳朵状木板33与底座二37上的矩形塑料片二32上的耳朵状木板33上均设有螺栓孔三36，并通过连接螺栓二34固定连接。

实际应用中，底座一31上的矩形塑料片二32上的耳朵状木板33位置要比底座二37上的矩形塑料片二32上的耳朵状木板33位置高一个木板厚度，方便底座一31与底座二37上的耳朵状木板33拼装对接与固定连接。

实际应用中，采用连接螺栓二34的固定方式，其安装与拆卸均非常方便。

更具体而言，所述底座一31与底座二37上均设有与底板1上的螺栓孔一14配合设置的螺栓孔二35，并通过连接螺栓一13固定连接。采用这样的结构设置，实现底座一31与底座二37之间的拼接固定，采用连接螺栓一13的固定方式，其安装与拆卸均非常方便。

本发明拼装流程如下：

首先将内模2的弯折成圆柱形结构的矩形塑料管片一21嵌套在底板1凸起的木制圆盘12上，固定好两者的位置；然后开始安装外模3，将外模3的底座一31与底座二37上的螺栓孔二35分别与底板1上螺栓孔一14对齐，通过连接螺栓一13固定；最后对齐外模3的底座一31与底座二37上的矩形塑料片二32上耳朵状木板33上的螺丝孔三36，通过连接螺栓二34固定，隧道石膏管片模具拼装就完成了。

本发明工作流程如下：

石膏粉按适当比例配成石膏混合浆，倒入内模2与外模3之间隧道模具内，待石膏终凝完成就可以开始拆模，首先解除底板1和外模3的连接螺栓一13，移除底板1；然后用手或者其他工具轻轻抬起内模2；最后解除外模3底座一31与底座二37的连接螺栓二34，拆除外模3，脱模就完成了。

本发明的优点在于：

1)该模具制作简单，费用低，易于拼装与拆卸，可以短时间内快速使隧道石膏管片成型，并且方便脱模，易于操作；

2)生产工艺简单，使用的材料常见且低廉，整体造价低，可以小批量制作，还可快速简单的拼装和拆卸，方便运输和循环使用；

3)使用方便，浇筑过程简单且易于脱模，对操作人员技术要求低。

以上对本发明实施例中的技术方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。