Simulator盾构隧道设计与分析软件 MOLEMAN-i主要特点

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专业性

1．以梁-弹簧模型（M-K法）为理论基础，可以考虑由接头引起的衬砌环的刚度降低和管片的错逢拼装效果进行横断面的计算和分析。

图1 横断面计算模型示意图

2．考虑盾构隧道施工时的各种工况，可以进行横断面的分解计算。

表1 施工步骤示意图

STEP-1 盾构隧道的施工	STEP-2 隧道内辅助梁的架设	STEP-3 地基开挖

STEP-4 隧道间的辅助梁的假设，最终开挖	STEP-5 隧道间连接部的施工	STEP-6 回填覆土

3．可以对盾构隧道的纵断面进行静力分析和动力分析。

图2 纵断面结构模型图

4．利用有限元分析方法可以对盾构隧道进行三维的计算分析。

图3 三次元结构模型图

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便利性

1．完全采用对话框方式进行交互输入

图4 交互输入对话框示意图

2．可以对不同形式的盾构隧道（单圆盾构隧道，双圆盾构隧道等）的管片进行内力计算（轴力、剪力、弯矩）。

图5 单圆隧道结构示意图

图6 双圆隧道结构示意图

图7 矩形隧道结构示意图

图8 矩形双连隧道结构示意图

3．计算结果分为表格式数据和结构图的形式。表格式数据可以转化为Excel文档，进行结果分析。绘制结构图形式可以绘制出轴力图、剪力图、弯矩图以及位移图等。

图9 弯矩图

图10 剪力图

图11 轴力图

图12 位移图

4．可以对管片接头弹簧、环接头弹簧，地基弹簧处进行计算分析。

依据M-K法，管片接头弹簧是以转动刚度为设计依据的，本软件具有此功能。通过对管片衬砌的结构、刚度或者是螺栓位置、强度的分析，自动算出转动刚度。本软件可以对以下材料的管片衬砌进行计算：钢筋混凝土管片（螺栓1，2或3个）、中子型管片、钢管片、铸铁管片等。同时也可以设定任意的转动刚度值。

图13 管片接头弹簧刚度示意图

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实用性

本软件具有以下功能特征。

1.管片以曲梁单元和直梁单元为模型，可以建立任意形状的结构形式。
2.管片接头以轴向、径向、转动方向的弹簧刚度为模型化。
3.衬砌环结构最多以10环为模型。环间接头以弹簧单元为模型，可以设置切线和法线方向的弹簧。
4.地基和衬砌间的相互作用是把地基模型化，以Winkler地基理论为依据将弹簧设置为法向和切向弹簧，具有压缩、拉伸的性质。最多可以设置5种地基弹簧。
5.荷载条件可以进行分布荷载、集中荷载、环向荷载等的设置。最多可以对5种工况荷载进行设置。

图14 M-K法的特征图

图15 各种荷载设置示意图

图16 不同坐标系下的荷载示意图

6.可以根据每步的施工情况改变结构形式。
7.可以算出每步施工间所产生的管片接头弹簧反力、地基弹簧反力、进行非线性计算分析。
8.可以利用响应位移法进行抗震解析。
9.施工中增加或者拆除部分所产生的外力，在下一步计算中可以自动加减。
10.多步计算时，最多可以进行50步的计算。

图17 抗震解析模型示意图

11.可以对近距离建筑物的影响进行解析。

图18 考虑近距离建筑物影响的解析模型图

12.可以对近距离建筑物的影响进行解析。

图19 各种荷载工况组合示意图

13.计算结果可以自动生成内力图,荷载图等图形文件
14.计算结果可以自动生成文本文件、Excel文件。

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可靠性

1.日本著名的盾构隧道专家作指导
2.大量的工程实践证明

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询问

担当:社会技术室

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