本文關(guān)鍵詞：高速公路隧道火災(zāi)溫度場分布規(guī)律及安全性研究

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高,我國公路交通量不斷增大,公路隧道被使用的頻率不斷增多,隧道內(nèi)發(fā)生交通事故后引發(fā)火災(zāi)的案例也越來越多。公路隧道發(fā)生火災(zāi)容易導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)發(fā)生損毀,出現(xiàn)爆裂、掉塊、強(qiáng)度降低等情況,給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成了很大的威脅,人們開始關(guān)注火災(zāi)后襯砌結(jié)構(gòu)的損傷特征及安全性評價,并開展了一系列的研究。為了研究公路隧道發(fā)生火災(zāi)時,襯砌及圍巖溫度分布規(guī)律,分析火災(zāi)對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的損傷情況,掌握火災(zāi)各因素對于災(zāi)后隧道襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,本文以獨(dú)平高速公路獨(dú)山至平塘段隧道工程為依托,對高速公路隧道襯砌火災(zāi)溫度場及整體安全性展開了研究,主要研究內(nèi)容有：1.基于現(xiàn)場測試,獲得火災(zāi)模式下隧道襯砌及圍巖內(nèi)的溫度分布規(guī)律,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果相比較,驗(yàn)證數(shù)值模擬的正確性。同時,基于直梁室內(nèi)試驗(yàn),進(jìn)一步了解和掌握火災(zāi)高溫下混凝土及襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度和內(nèi)力變化過程,為進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)值模型方法提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2.基于數(shù)值模擬,研究不同火災(zāi)規(guī)模、不同火災(zāi)時間、不同防火涂料厚度下隧道襯砌及圍巖內(nèi)的溫度分布規(guī)律。3.基于現(xiàn)場測試,獲得火災(zāi)模式下隧道襯砌結(jié)構(gòu)局部損傷情況,研究了襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、損傷范圍、損傷深度情況。4.基于數(shù)值模擬,研究不同火災(zāi)規(guī)模、不同火災(zāi)時間、不同防火涂料厚度下隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性。
【關(guān)鍵詞】：隧道火災(zāi) 襯砌結(jié)構(gòu) 溫度分布 局部損傷 結(jié)構(gòu)安全性
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U458
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 研究背景13-14
• 1.3 研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 隧道火災(zāi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 火災(zāi)模式下隧道襯砌材料性能研究15-17
• 1.3.3 火災(zāi)模式下隧道襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)行為研究17-18
• 1.4 研究內(nèi)容18-19
• 第2章 研究方法19-44
• 2.1 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)19-27
• 2.1.1 火災(zāi)場景設(shè)計(jì)19-22
• 2.1.2 溫度場測試方案22-23
• 2.1.3 襯砌結(jié)構(gòu)局部損傷測試方案23-26
• 2.1.4 防火涂料工藝26-27
• 2.2 室內(nèi)直梁實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)27-31
• 2.2.1 火源選擇及設(shè)計(jì)27-28
• 2.2.2 直梁試件設(shè)計(jì)28-30
• 2.2.3 燃燒室設(shè)計(jì)30
• 2.2.4 溫度場測試方案30-31
• 2.2.5 結(jié)構(gòu)內(nèi)力測試方案31
• 2.3 數(shù)值模擬方法31-35
• 2.3.1 熱力耦合模型的建立31-32
• 2.3.2 材料參數(shù)的選取32-34
• 2.3.3 火災(zāi)溫度邊界及持續(xù)時間設(shè)定34-35
• 2.4 數(shù)值模擬與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)對比研究35-36
• 2.5 數(shù)值模擬與直梁實(shí)驗(yàn)對比研究36-44
• 2.5.1 溫度場數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證38-43
• 2.5.2 內(nèi)力數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證43-44
• 第3章 高速公路隧道火災(zāi)模式下襯砌和圍巖溫度場研究44-74
• 3.1 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-50
• 3.1.1 同一斷面不同測點(diǎn)的溫度分布結(jié)果及分析44-45
• 3.1.2 同一截面位置不同深度的溫度分布結(jié)果及分析45-47
• 3.1.3 襯砌內(nèi)表面溫度分布結(jié)果及分析47-50
• 3.2 火災(zāi)規(guī)模對隧道襯砌結(jié)構(gòu)溫度場的影響50-56
• 3.2.1 火災(zāi)規(guī)模為2.5MW時的襯砌溫度場分析51-52
• 3.2.2 火災(zāi)規(guī)模為10MW時的襯砌溫度場分析52-53
• 3.2.3 火災(zāi)規(guī)模為20-30MW時的襯砌溫度場分析53-54
• 3.2.4 火災(zāi)規(guī)模為100-120MW時的襯砌溫度場分析54-56
• 3.3 火災(zāi)時間對襯砌溫度場分布的影響研究56-62
• 3.3.1 火災(zāi)時間為4h時的襯砌溫度場分析56-58
• 3.3.2 火災(zāi)時間為6h時的襯砌溫度場分析58-59
• 3.3.3 火災(zāi)時間為12h時的襯砌溫度場及圍巖溫度場分析59-62
• 3.4 防火涂料對火災(zāi)襯砌溫度場變化規(guī)律的影響研究62-72
• 3.4.1 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-65
• 3.4.2 有、無防火涂料側(cè)溫度場對比分析65-68
• 3.4.3 防火涂料厚度對襯砌溫度的影響68-72
• 3.5 小結(jié)72-74
• 第4章 高速公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)局部損傷研究74-85
• 4.1 火災(zāi)對隧道襯砌力學(xué)性能的影響研究74-76
• 4.2 火災(zāi)情況下隧道襯砌結(jié)構(gòu)的損傷范圍研究76-78
• 4.2.1 隧道襯砌內(nèi)表面表觀測試76-78
• 4.2.2 隧道襯砌回彈值測試78
• 4.3 火災(zāi)情況下隧道襯砌結(jié)構(gòu)的損傷深度研究78-79
• 4.4 有防火涂料時隧道襯砌的力學(xué)性能及損傷情況研究79-84
• 4.4.1 有防火涂料時火災(zāi)對襯砌力學(xué)性能的影響研究79-80
• 4.4.2 有防火涂料時隧道襯砌損傷范圍研究80-82
• 4.4.3 有防火涂料時隧道襯砌損傷深度研究82-84
• 4.5 小結(jié)84-85
• 第5章 火災(zāi)模式下襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及整體安全性研究85-112
• 5.1 火災(zāi)工況下圍巖級別對襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性的影響85-91
• 5.1.1 Ⅲ級圍巖下受火襯砌的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析86-88
• 5.1.2 Ⅳ級圍巖下受火襯砌的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析88-89
• 5.1.3 Ⅴ級圍巖下受火襯砌的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析89-91
• 5.2 不同火災(zāi)規(guī)模對襯砌整體內(nèi)力及安全性影響91-98
• 5.2.1 火災(zāi)規(guī)模為2.5MW時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析91-93
• 5.2.2 火災(zāi)規(guī)模為10MW時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析93-94
• 5.2.3 火災(zāi)規(guī)模為20-30MW時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析94-96
• 5.2.4 火災(zāi)規(guī)模為100-120MW時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析96-98
• 5.3 火災(zāi)持續(xù)時間對襯砌內(nèi)力及安全性的影響98-104
• 5.3.1 火災(zāi)時間為2h時的襯砌內(nèi)力及安全性分析98-100
• 5.3.2 火災(zāi)時間為4h時的襯砌內(nèi)力及安全性分析100-101
• 5.3.3 火災(zāi)時間為6h時的襯砌內(nèi)力及安全性分析101-102
• 5.3.4 火災(zāi)時間為12h時的襯砌內(nèi)力及安全性分析102-104
• 5.4 防火涂料厚度對襯砌內(nèi)力及安全性的影響104-111
• 5.4.1 防火涂料厚度為12mm時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析105-106
• 5.4.2 防火涂料厚度為8mm時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析106-107
• 5.4.3 防火涂料厚度為4mm時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析107-109
• 5.4.4 無防火涂料時的襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及安全性分析109-111
• 5.5 小結(jié)111-112
• 結(jié)論及展望112-115
• 結(jié)論112-113
• 展望113-115
• 致謝115-116
• 參考文獻(xiàn)116-120
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目120

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