堵塞情況對有、無坡隧道火災臨界風速及溫度特性的影響研究.pdf

1、隨著地鐵工程在我國大規(guī)模的建設，其潛在的危害性也應得到足夠的重視，尤其是地鐵區(qū)間隧道一旦發(fā)生火災，極易造成群死群傷事故及重大經(jīng)濟損失。目前關于隧道火災的臨界風速以及溫度特性的研究主要集中于無堵塞以及無坡度的情況，而實際中，坡度以及堵塞情況的影響不可忽略。調(diào)研大量國內(nèi)外文獻資料之后，發(fā)現(xiàn)已有的研究對坡度以及堵塞情況對隧道火災的影響研究尚不多見，因此本文就此展開研究。
　　本文以某一地鐵區(qū)間隧道為原型，設計了1:10的縮尺模型實驗臺，

2、進行了無堵塞以及有堵塞情況下的臨界風速以及隧道火災溫度特性的實驗研究。并采用FDS數(shù)值模擬軟件對實驗工況進行了仿真，模擬結(jié)果與實測值吻合度較好，為開展同時帶有坡度以及堵塞情況下的隧道火災數(shù)值模擬奠定了基礎。接著，本文首先基于無堵塞的情況下的臨界風速的實驗數(shù)據(jù)得到了無量綱臨界風速計算公式，在其基礎上又探討了堵塞情況的影響，找到了可考慮堵塞情況影響的臨界風速計算公式。然后，通過大量工況條件下的數(shù)值模擬數(shù)據(jù)對坡度效應下的臨界風速計算公式進行了

3、修正，并探討了坡度以及堵塞情況復合影響下的臨界風速變化規(guī)律。最后對廣泛使用的Kennedy公式進行了無堵塞以及堵塞情況下的與修正。
　　根據(jù)無堵塞情況下的實驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)有的隧道頂棚最高溫度計算模型進行了驗證，并通過數(shù)值仿真就堵塞情況對拱頂最高溫度的影響進行了探討，提出了堵塞情況下的拱頂最高溫度計算公式，該計算式預測值與本文以及其他小尺寸實驗數(shù)據(jù)吻合較好。進一步通過數(shù)值模擬就坡度效應作用下的拱頂最高溫度計算模型進行了修正，對隧道火災溫

4、度衰減理論模型進行了驗證，隨后采用實驗數(shù)據(jù)對其進行了堵塞情況影響的修正，還采用數(shù)值模擬數(shù)據(jù)對隧道火災溫度衰減理論模型進行了坡度修正，發(fā)現(xiàn)以上修正均與數(shù)值模擬數(shù)據(jù)以及實驗數(shù)據(jù)相吻合。最后對拱頂最高溫度位置進行了討論，并采用模型實驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)有的模型進行了對比討論，最后采用堵塞情況下的溫度實驗數(shù)據(jù)對隧道火災最高溫度位置進行了堵塞情況的影響分析，并提出采用局部水力直徑作為計算模型的特征尺寸的思想，通過該思想修正后的堵塞情況下的實驗數(shù)據(jù)密集度高，