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公路隧道拥堵条件下火灾危险性数值模拟研究
| 论文题名： | 公路隧道拥堵条件下火灾危险性数值模拟研究 |
| 关键词： | 公路隧道;火灾危险性;交通拥堵;人员疏散;数值模拟;燃烧特征 |
| 摘要： | 隧道可以克服山川、湖泊、河流等地形障碍，缩短线路里程和行程时间，在公路路网建设中得到了广泛的应用，其数量和长度正在不断增长。隧道空间狭长封闭，一旦发生火灾事故，在纵向风的作用下，火源释放的高温有毒烟气会迅速沿隧道传播，对隧道内的人员、车辆、设备和结构造成威胁，其后果要比在开放空间中的火灾更为严重。而目前公路交通量正不断攀升，许多隧道在设计建造时没有充分考虑未来交通的发展，隧道内交通拥堵现象的发生正变得越来越普遍。拥堵引起车距减小，对隧道中火灾的发生频率、规模、发展规律以及人员逃生都有影响。因此，有必要对交通拥堵条件下的公路隧道火灾进行研究。 文中从隧道火灾燃烧特征与交通拥堵时的行车特点出发，对交通拥堵、隧道火灾和人员逃生三者之间的关系进行了深入分析。以经常发生拥堵的八盘山公路隧道为研究对象，利用Fire Dynamics Simulator(FDS)软件建立了交通拥堵条件下的隧道火灾模型。以热通量准则作为判断标准，确定了车辆的引燃条件。通过对数值模拟中获得的隧道内的火场特征参数的研究，得出了不同引燃情况下烟气和顶棚温度随时间的演化情况。 研究结果表明，隧道下游车辆对隧道烟气运动有扰动作用。引燃的发生使隧道下游的温度、热辐射、可视距离在火灾发生7-10min后出现超限现象，超限程度与被引燃车辆的类型直接相关。当引燃涉及到重型货车时，火灾将开始沿隧道向火源上下游两个方向双向蔓延。同时，交通拥堵影响人员逃生时的步行速度，在车辆引燃后纵向风速为2.5m/s的条件下，400m的人行横洞设置间距无法保证距离安全出口较远的人员安全疏散。文章最后从增加隧道出口通行能力、交通诱导和火灾应急三个方面提出了改善拥堵条件下公路隧道火灾危险性的措施，可以为将来的隧道设计、运营提供参考。 |
| 作者： | 曹雅婷 |
| 专业： | 安全科学与工程 |
| 导师： | 王佰顺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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