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文檔簡(jiǎn)介
1、隧道在運(yùn)營(yíng)使用過程中,不可避免地會(huì)發(fā)生事故甚至引起大型火災(zāi)。隧道火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生濃烈的煙霧及高溫,煙霧在極短時(shí)間內(nèi)彌漫整個(gè)隧道影響逃生及救援,高溫將導(dǎo)致火勢(shì)增大甚至蔓延影響生命安全以及結(jié)構(gòu)性能。對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景模擬并對(duì)隧道襯砌混凝土損傷評(píng)價(jià)可為隧道防火消防提供參考和依據(jù)。
本文通過試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬及理論分析,對(duì)隧道火災(zāi)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要內(nèi)容包括:(1)火災(zāi)高溫后隧道襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)研究;(2)發(fā)生大中型火災(zāi)(HRR=30MW
2、、50MW)時(shí),不同縱向通風(fēng)風(fēng)速下隧道內(nèi)煙氣流的變化規(guī)律,隧道拱頂縱向溫度分布規(guī)律的數(shù)值模擬;(3)對(duì)火災(zāi)高溫時(shí)隧道襯砌斷面的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,評(píng)定火災(zāi)高溫下襯砌混凝土的損傷深度。
通過對(duì)上述三方面內(nèi)容的研究,可以得出以下結(jié)論:
(1)不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土(C10、C20、C30及C40)在經(jīng)歷高溫后(100℃~700℃),其抗壓強(qiáng)度均表現(xiàn)為降低趨勢(shì),在200℃~300℃混凝土強(qiáng)度增加甚至高于常溫時(shí)?;炷两?jīng)歷的最
3、高溫度越高,其質(zhì)地越粗疏,裂紋裂隙越發(fā)育,抗壓強(qiáng)度越低,并得到混凝土經(jīng)歷高溫后的強(qiáng)度折減系數(shù),可作為結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)參考。
(2)利用FDS軟件對(duì)縱向通風(fēng)風(fēng)速為0m/s、3m/s、4m/s及5m/s的30MW的中型隧道火災(zāi)及風(fēng)速為0m/s、4m/s、5m/s及6m/s的50MW的大型隧道火災(zāi)進(jìn)行模擬,得出:通風(fēng)速度影響隧道內(nèi)煙氣流的流動(dòng)及厚度變化,表現(xiàn)為當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí),通風(fēng)速度小于臨界風(fēng)速時(shí),隧道內(nèi)發(fā)生煙氣流發(fā)生逆流現(xiàn)象,風(fēng)速大
4、于等于臨界風(fēng)速時(shí)逆流層消失,找到了30MW和50MW火災(zāi)的臨界風(fēng)速為4m/s及5m/s左右,并且通風(fēng)速度增大,隧道下游煙氣層厚度增加。
(3)通風(fēng)速度影響隧道內(nèi)溫度場(chǎng)的變化,無通風(fēng)時(shí)隧道火源點(diǎn)的溫度最高,通風(fēng)速度增加,最高溫度向火區(qū)下游移動(dòng)。對(duì)于同規(guī)模火災(zāi),風(fēng)速增大,隧道內(nèi)溫度降低,風(fēng)速越大,降低幅度越大,表明通風(fēng)風(fēng)速有利于控制隧道內(nèi)火災(zāi)高溫。通過數(shù)值模擬得到隧道縱向拱頂溫度分布,可為隧道襯結(jié)構(gòu)砌斷面溫度場(chǎng)的模擬作為基礎(chǔ),為第
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