發(fā)布時(shí)間：2018-02-24 22:09

  本文關(guān)鍵詞： 隧道 火災(zāi)高溫 混凝土 煙氣流 溫度場(chǎng) 襯砌結(jié)構(gòu)　出處：《太原理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：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、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)�；馂�(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)，為第四章模擬提供參照。 (4)對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)斷面溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，揭示襯砌內(nèi)部溫度隨著距受火面距離的變化規(guī)律，并對(duì)二者關(guān)系進(jìn)行擬合，擬合公式可為隧道襯砌在火災(zāi)下溫度場(chǎng)的變化提供計(jì)算參考。
[Abstract]:During the operation and use of the tunnel, accidents and even large-scale fires will inevitably occur. The tunnel fire will produce thick smoke and high temperature, which will permeate the entire tunnel in a very short period of time and affect the escape and rescue of the tunnel. The high temperature will lead to the increase of fire intensity and even the spread of fire will affect the safety of life and structural performance. The simulation of fire scene and the evaluation of tunnel lining concrete damage can provide reference and basis for fire prevention and fire protection of tunnel. Through experimental research, numerical simulation and theoretical analysis, a systematic study on tunnel fire is carried out in this paper. The main contents include: 1) Experimental study on compressive strength of tunnel lining concrete after high temperature fire. The temperature field of tunnel lining section is numerically calculated under the different longitudinal ventilation wind speed and the longitudinal temperature distribution law of tunnel arch roof. Evaluate the damage depth of lining concrete under fire temperature. Through the study of the above three aspects, we can draw the following conclusions:. (1) the compressive strength of concrete with different strength grades (C _ (10) C _ (20) C _ (30) and C _ (40)) decreased at 100 鈩

本文編號(hào)：1531904