隨著我國(guó)城市人口的增加,地面交通狀況嚴(yán)重惡化,交通隧道的出現(xiàn)有效地緩解了交通壓力,但也給社會(huì)帶來了負(fù)面影響。隧道火災(zāi)事故的發(fā)生將造成車輛燒毀、建筑結(jié)構(gòu)受損和重大人員傷亡等直接損失。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,火災(zāi)中超過85%的人員傷亡都是由煙氣造成。因此,準(zhǔn)確的掌握隧道煙氣蔓延規(guī)律對(duì)制定排煙方案和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)人員疏散具有重要的意義。本文以城市公路隧道為研究對(duì)象,采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,探究了火源功率、有效頂棚高度和火源橫向位置與近火源區(qū)長(zhǎng)度之間的關(guān)系,對(duì)36個(gè)工況條件的數(shù)值模擬和溫度場(chǎng)變化規(guī)律的研究與分析,結(jié)果表明:(1)當(dāng)火源功率較小,火焰未撞擊頂棚時(shí),改變火源功率對(duì)近火源區(qū)長(zhǎng)度幾乎沒有影響;當(dāng)火源位于隧道中部,并產(chǎn)生水平擴(kuò)展火焰時(shí),無量綱近火源區(qū)長(zhǎng)度與無量綱火源功率的2/3次方呈線性關(guān)系;(2)當(dāng)火源橫向位置發(fā)生變化時(shí),隨著火源與側(cè)壁距離的減小,近火源區(qū)長(zhǎng)度呈自然指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì);當(dāng)火源貼壁時(shí),近火源區(qū)長(zhǎng)度是火源位于中部時(shí)的1.866倍;(3)根據(jù)理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果,給出了近火源區(qū)與遠(yuǎn)火源區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn),并建立了近火源區(qū)長(zhǎng)度預(yù)測(cè)模型。針對(duì)火源功率較大的隧道火災(zāi)事故,分別對(duì)各階段煙氣的卷吸機(jī)理進(jìn)行分析,探究火源功率、有效頂棚高度、火源橫向位置和隧道寬度對(duì)各階段卷吸速率的影響。結(jié)果表明:(1)采用集氣罩法測(cè)定了火源近場(chǎng)區(qū)質(zhì)量卷吸速率,認(rèn)為可將Heskestad模型作為階段Ⅰ的質(zhì)量卷吸計(jì)算模型,確定了壁面羽流模型的卷吸比EF=0.584;(2)采用量綱分析法對(duì)煙氣卷吸速率的影響因素進(jìn)行分析,提出了模型的一般形式,通過數(shù)值模擬的方法確定了模型中的未知參數(shù),從而得到了適用于較大火源功率火災(zāi)事故的質(zhì)量卷吸模型,與前人研究結(jié)論相比較,發(fā)現(xiàn)在階段Ⅱ和Ⅲ中,煙氣對(duì)空氣的卷吸強(qiáng)度分別是小功率火災(zāi)的1.80和1.60倍;(3)在考慮煙氣層溫升時(shí)一維水平卷吸系數(shù)的取值應(yīng)適當(dāng)增大,一般為0.0001~0.00045,火源規(guī)模較大時(shí),其上限不應(yīng)超過0.000714。
【學(xué)位單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U458
【部分圖文】：

圖 1-3 山西晉濟(jì)高速巖后隧道火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)Fig. 1-3 The scene of a post rock tunnel fire accident at Shanxi Jinji high speed Shanxi

圖 1-2 惠山隧道火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)Fig. 1-2 Fire accident scene in Huishan tunnel（2）山西晉濟(jì)高速巖后隧道2014 年 3 月 1 日 14 時(shí) 45 分許，位于山西省晉城市澤州縣的晉濟(jì)高速公路西晉城段巖后隧道內(nèi)，一輛裝有 29t 甲醇的重型罐車追尾前面一輛裝有 29.6t 的

圖 1-4 大坪山隧道火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)Fig. 1-4 Fire accident scene in Daping Mountain Tunnel表 1-1 為 2002-2016 年我國(guó)隧道火災(zāi)事故部分典型案例[4-6]。表 1-1 2002-2016 年我國(guó)隧道火災(zāi)事故部分典型案例Tab. 1-1 Typical cases of tunnel fire accidents in China from 2002 to 2016
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864390