地鐵、公路隧道在運(yùn)營過程中,會(huì)發(fā)生火災(zāi)�；馂�(zāi)高溫不僅對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性造成危害,而且還會(huì)將熱量傳導(dǎo)至襯砌外側(cè)的土體,在土體中形成溫度場,在熱的作用下,土體中的部分液態(tài)水出現(xiàn)熱濕遷移現(xiàn)象,使得土體中的濕度場重新分布;另一部分液態(tài)水吸收熱量發(fā)生氣化,以氣態(tài)形式存在于土顆粒之間的孔隙中,形成蒸汽場且具有一定的蒸汽壓力。在蒸汽壓力的作用下,襯砌外荷載增加,極有可能使已經(jīng)發(fā)生爆裂的混凝土襯砌發(fā)生破壞,同時(shí)蒸汽會(huì)沿著襯砌表面的裂縫進(jìn)入襯砌內(nèi)部,對(duì)鋼筋等造成腐蝕,進(jìn)一步威脅隧道混凝土結(jié)構(gòu)安全。本文以火災(zāi)高溫下含濕黃土熱濕遷移過程中的溫度場、濕度場、蒸汽場及蒸汽壓力場作為研究課題。應(yīng)用理論分析、試驗(yàn)研究以及數(shù)值模擬的方法,對(duì)土樣導(dǎo)熱系數(shù)與含水率、干密度和自身溫度的函數(shù)關(guān)系,土樣的熱濕遷移現(xiàn)象,以及發(fā)生火災(zāi)時(shí)隧道外側(cè)土體的溫度場、濕度場、蒸汽場及蒸汽壓場進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）土樣導(dǎo)熱系數(shù)與含水率和干密度的關(guān)系。當(dāng)土樣干密度不變時(shí),其含水率越高,導(dǎo)熱系數(shù)越大;當(dāng)土樣含水率不變時(shí),其干密度越大,導(dǎo)熱系數(shù)越大。（2）土樣導(dǎo)熱系數(shù)與自身溫度的關(guān)系。對(duì)于實(shí)驗(yàn)所配制的干密度為1.5...

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 隧道火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)
        1.1.2 隧道火災(zāi)的危害
    1.2 隧道火災(zāi)研究現(xiàn)狀及不足
        1.2.1 火災(zāi)高溫下隧道襯砌力學(xué)性能的研究
        1.2.2 火災(zāi)高溫下襯砌外側(cè)土體熱力學(xué)性能研究
        1.2.3 當(dāng)前研究不足及發(fā)展趨勢
    1.3 火災(zāi)高溫下隧道外側(cè)土體熱濕遷移的研究意義、研究內(nèi)容
第二章 熱作用下含濕黃土的熱、濕特性
    2.1 土的熱特性
        2.1.1 土的導(dǎo)熱系數(shù)
        2.1.2 土的比熱容
        2.1.3 土的熱擴(kuò)散系數(shù)
        2.1.4 土體熱傳遞的數(shù)學(xué)描述
    2.2 土的濕特性
        2.2.1 土體內(nèi)水分遷移機(jī)理
        2.2.2 土體濕傳遞的數(shù)學(xué)描述
    2.3 土體的熱濕遷移現(xiàn)象
        2.3.1 土體熱濕遷移機(jī)理
        2.3.2 土體熱濕遷移模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 火災(zāi)高溫下混凝土襯砌外側(cè)土體的導(dǎo)熱特性及其規(guī)律研究
    3.1 火災(zāi)高溫下混凝土外側(cè)土體導(dǎo)熱系數(shù)的測定
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作
        3.1.2 土體導(dǎo)熱系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)
        3.1.3 導(dǎo)熱系數(shù)影響因素分析
    3.2 火災(zāi)高溫下混凝土外側(cè)土體的熱濕耦合遷移規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作
        3.2.2 土樣溫度的測定
        3.2.3 土樣含水率的測定
    3.3 火災(zāi)高溫下混凝土外側(cè)土體熱濕耦合遷移的相關(guān)物理參數(shù)分析
        3.3.1 土樣溫度變化及分析
        3.3.2 土樣含水率變化及分析
    3.4 火災(zāi)高溫下混凝土外側(cè)土體的熱濕遷移的過程分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 熱濕耦合遷移過程中含濕黃土溫度場-濕度場-蒸汽壓力場分布規(guī)律
    4.1 物理模型的建立
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 物理模型的無關(guān)性驗(yàn)證
    4.2 含濕黃土熱濕遷移過程的數(shù)值模擬及結(jié)果分析
        4.2.1 含濕黃土熱濕遷移過程中溫度場分布規(guī)律
        4.2.2 含濕黃土熱濕遷移過程中濕度場分布規(guī)律
        4.2.3 含濕黃土熱濕遷移過程中蒸汽場及蒸汽壓力場的分布規(guī)律
    4.3 本章小結(jié)
第五章 火災(zāi)高溫時(shí)隧道襯砌外側(cè)含濕黃土中熱濕遷移過程及其規(guī)律研究
    5.1 隧道火災(zāi)場景設(shè)定
        5.1.1 建立隧道模型
        5.1.2 設(shè)定火災(zāi)場景
    5.2 30MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中熱濕遷移過程及其規(guī)律
        5.2.1 30MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中溫度場分布規(guī)律
        5.2.2 30MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中濕度場分布規(guī)律
        5.2.3 30MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中蒸汽場及蒸汽壓力場分布規(guī)律
    5.3 50MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中熱濕遷移過程及其規(guī)律
        5.3.1 50MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中溫度場分布規(guī)律
        5.3.2 50MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中濕度場分布規(guī)律
        5.3.3 50MW火災(zāi)高溫下隧道襯砌外側(cè)土體中蒸汽場及蒸汽壓力場分布規(guī)律
    5.4 火災(zāi)的時(shí)間效應(yīng)對(duì)隧道安全性的影響
        5.4.1 30MW火災(zāi)高溫下襯砌外側(cè)土體溫度場隨時(shí)間的變化
        5.4.2 30MW火災(zāi)高溫下襯砌外側(cè)土體濕度場隨時(shí)間的變化
        5.4.3 30MW火災(zāi)高溫下襯砌外側(cè)土體蒸氣場及蒸汽壓力場隨時(shí)間的變化
    5.5 土體中蒸汽壓力分布對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的啟示
        5.5.1 火災(zāi)高溫下土體中蒸汽壓力對(duì)隧道襯砌的影響分析
        5.5.2 火災(zāi)高溫下土體中蒸汽壓力對(duì)于隧道設(shè)計(jì)施工的啟示
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 論文主要結(jié)論
    6.2 不足之處及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與項(xiàng)目



本文編號(hào)：4030060