堵塞情況對有、無坡隧道火災(zāi)臨界風(fēng)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(shè)，其潛在的危害性也應(yīng)得到足夠的重視，尤其是地鐵區(qū)間隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，極易造成群死群傷事故及重大經(jīng)濟損失。目前關(guān)于隧道火災(zāi)的臨界風(fēng)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(zāi)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(shè)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(fēng)速以及隧道火災(zāi)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(zāi)數(shù)值模擬奠定了基礎(chǔ)。接著，本文首先基于無堵塞的情況下的臨界風(fēng)速的實驗數(shù)據(jù)得到了無量綱臨界風(fēng)速計算公式，在其基礎(chǔ)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(fēng)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(yīng)下的臨界風(fēng)速計算公式進行了

3、修正，并探討了坡度以及堵塞情況復(fù)合影響下的臨界風(fēng)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(yù)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(yīng)作用下的拱頂最高溫度計算模型進行了修正，對隧道火災(zāi)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(zāi)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(zāi)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，