[0036]图6-3是散斑面SI铺设示意图。
[0037]图6-4是模型第②部分铺设示意图。
[0038]图6-5是散斑面S2铺设示意图。
[0039]图6-6是模型第③部分铺设示意图。
[0040]图中，1.顶部面板；2.前部面板；3-l、3-2.侧部面板；4.后部面板；5.底部面板；6.过滤板；7.内部隔板；8.隧道开挖孔；9-1.第一排液孔；9-2.第二排液孔；10.堵头。
【具体实施方式】
[0041]实施例1:该模型模具包括:顶部面板1、前部面板2、侧部面板3-1和3-2、后部面板4、底部面板5、过滤板6、内部隔板7、堵头10和阀门；上述所有面板均采用透明有机玻璃制作，各面板之间采用螺钉连接，过滤板6置于模具内的底部面板5之上，内部隔板7的上端部通过两颗螺钉与顶部面板I连接，堵头10与前部面板2的隧道开挖孔8之间为螺纹连接，阀门与底部面板5的排液孔之间为管螺纹连接；所述的排液孔为第一排液孔9-1和第二排液孔9-2。
[0042]所述的底部面板5的上表面刻有一定深度的凹槽，用于汇集经过滤板6渗透的液体并与第一排液孔9-1、第二排液孔9-2导通，其结构示意图如附图2-1所示。
[0043]所述的内部隔板7的中部对称线上钻有两个对称的深度小于板厚的螺纹孔，用于安设螺钉以作为拆除内部隔板时的操作手柄，其结构示意图如附图3-1所示。
[0044]所述的堵头10由大小二个圆柱体顺序连接而成，其结构示意图如附图4-1所示。
[0045]所述的过滤板6上有孔，孔径小于试验所用透明相似材料骨料的最小粒径。
[0046]铺设方法为:将各面板上的螺钉孔位对称布置；装配时各连接部位均涂抹密封剂；利用模具的气密性对模型材料进行脱气；采用一次大批量拌料和真空吸料的方式使模型材料的脱气伴随浇注过程自动连续地进行。
[0047]具体的工作过程:如附图5所示，要在模型内部铺设相互正交的两个人工散斑面SI和S2，可将模型分为①、②、③三个部分并按附图6所示的步骤依次进行。
[0048]步骤一:将模具的各透明有机玻璃面板1、2、3-1、3_2、4、5及内部隔板7用螺钉进行装配，在底部面板5与内部隔板7之间插入过滤板6 ;将底部面板前侧的排液孔9-1通过排气管路与真空栗的吸风口相连；采用开有穿孔的橡胶塞将隧道开挖孔8堵紧，把另一条用于输送透明相似材料的管路(吸料管路)的一端通过橡胶塞的孔洞伸入模具内部靠近面板3-1 —侧，深度至接近后部面板4的位置，另一端插入搅拌好的透明相似材料悬浮液中；在所有接缝处都需要涂抹密封剂以防止渗漏。装配好的模型铺设系统如附图6-1所示。
[0049]步骤二:开动真空栗通过排气管路对模具内部空间进行排气，借此透明相似材料悬浮液将通过吸料管路被吸入模具内；吸入模具内的悬浮液借助自流和人工晃动而确保上部自由面的平整。当材料充填到预定位置时关闭真空栗，完成模型第①部分的铺设，如附图6-2所示。
[0050]步骤三:用另一根干净的散斑面喷洒管路替换吸料管路，将其一端插入彩色粉末中，另一端伸入模具内距悬浮液上表面一定高度的位置，开动真空栗将彩色粉末吸入并均匀喷洒一层较薄的散斑面SI，如附图6-3所示。此步骤需要注意调节粉末的吸入速度，以确保散斑面的厚度和分布都尽量均匀。
[0051]步骤四:将喷洒彩色散斑面的管路换为吸料管路并按步骤二的方法铺设模型的第②部分，如附图6-4所示。需要注意的是，为防止新吸入的悬浮液对彩色散斑面造成破坏，应将管路的出料口尽量靠近散斑面。
[0052]步骤五:把模具转动90度角使侧部面板3-2位于上部并依次拆去面板3-2和内部隔板7，及时将顶部面板上用于连接隔板7的两个螺纹孔密闭，重新装上侧部面板3-2 ;关闭第一排液孔9-1处的阀门，将排气管路从该阀门卸下并连接到第二排液孔9-2的阀门；用散斑面喷洒管路替换吸料管路，按步骤三的方法均匀喷洒一层较薄的散斑面S2，附图6-5所不O
[0053]步骤六:重新将散斑面喷洒管路换为吸料管路，在散斑面S2上部铺设模型的第③部分，如附图6-6所示。之后，拆去排气管路和吸料管路并用堵头10把隧道开挖孔8堵实即完成了模型的铺设过程。将模具站立放置并拆去上部面板I后即可对模型进行固结加载等后续操作。
【主权项】
1.一种透明相似材料隧道模型模具，其特征是:该模型模具包括:顶部面板、前部面板、侧部面板、后部面板、底部面板、过滤板、内部隔板、堵头和阀门；上述所有面板均采用透明有机玻璃制作，各面板之间采用螺钉连接，过滤板置于模具内的底部面板之上，内部隔板的上端部通过两颗螺钉与顶部面板连接，堵头与前部面板的隧道开挖孔之间为螺纹连接，阀门与底部面板的排液孔之间为管螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种透明相似材料隧道模型模具，其特征是:所述的底部面板(5)的上表面刻有凹槽，用于汇集经过滤板渗透的液体并与排液孔导通。3.根据权利要求1所述的一种透明相似材料隧道模型模具，其特征是:所述的内部隔板的中部对称线上钻有两个对称的深度小于板厚的螺纹孔，用于安设螺钉以作为拆除内部隔板时的操作手柄。4.根据权利要求1所述的一种透明相似材料隧道模型模具，其特征是:所述的堵头由大小二个圆柱体顺序连接而成。5.根据权利要求1所述的一种透明相似材料隧道模型模具，其特征是:所述的过滤板上有孔，孔径小于试验所用透明相似材料骨料的最小粒径。
【专利摘要】一种透明相似材料隧道模型模具，属于隧道模型模拟试验装置。该模型模具各面板之间采用螺钉连接，过滤板置于模具内的底部面板之上，内部隔板的上端部通过两颗螺钉与顶部面板连接，堵头与前部面板的隧道开挖孔之间为螺纹连接，阀门与底部面板的排液孔之间为管螺纹连接。铺设方法为采用一次大批量拌料和真空吸料的方式使模型材料的脱气伴随浇注过程自动连续地进行。优点：模具六面全透明，能“全场”测量模型不同方位的内部位移；克服激光散斑存在的问题；模型加载方向与人工散斑面延展方向垂直，不会引起散斑面的畸变；模具成本低廉并可多次重复使用，拆装方便，技术经济效果明显；既省时省力又最大限度地确保了模型铺设的质量。
【IPC分类】G09B25/00
【公开号】CN204926652
【申请号】CN201520684032
【发明人】仇跃, 许国安, 靖洪文, 张江雄
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月6日