本文采用有限元軟件ABAQUS創(chuàng)建包含鋼筋的港珠澳海底沉管隧道足尺模型,研究分析了沉管隧道在單側(cè)通道火災(zāi)下沉管隧道的抗火性能。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)收集整理國內(nèi)外關(guān)于鋼筋、混凝土的材料性能參數(shù)的研究成果,并通過數(shù)值模擬與試驗相驗證的方法對比分析各國的鋼筋與混凝土的熱工性能和力學(xué)性能。在分析中發(fā)現(xiàn),采用加拿大學(xué)者——T.T.Lie所規(guī)定的鋼筋和混凝土的熱工性能和力學(xué)性能可以較好地反應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗火性能。(2)從一個沉管隧道耐火試驗中挑選出主體結(jié)構(gòu)的溫度來進(jìn)行研究分析。然后基于該試驗的工況,用有限元軟件ABAQUS對沉管隧道的實體工程進(jìn)行溫度場數(shù)值分析,并將數(shù)值模擬出的鋼筋和混凝土的溫度與試驗中的溫度進(jìn)行對比。從中發(fā)現(xiàn),由于試驗中出現(xiàn)混凝土爆裂,鋼筋和混凝土的溫度均大于數(shù)值模擬。另外,在沉管隧道耐火試驗中,采用一層1cm厚防火板材加1.2cm厚防火涂料的防護(hù)措施可以有效地阻礙熱量的傳遞。(3)數(shù)值分析HC曲線下無防火材料保護(hù)的沉管隧道的溫度場和力學(xué)性能,并將其與HC曲線下有防火材料保護(hù)的沉管隧道的抗火性能進(jìn)行對比。結(jié)果表明:在溫度方面,與有防火材料保護(hù)的沉管隧道相比,未采取防火保護(hù)措施的沉管隧道的內(nèi)部溫度梯度和升溫速率均較大;在力學(xué)性能方面,無防火材料保護(hù)的沉管隧道在高溫下的材料性能衰減更嚴(yán)重,結(jié)構(gòu)變形更大,結(jié)構(gòu)承載能力更小。其中,鋼筋的材料性能受高溫影響最為嚴(yán)重,離受火面較近的鋼筋在其溫度達(dá)到600℃時,便已基本喪失承載能力。(4)數(shù)值分析對比兩種典型隧道火災(zāi)場景下(即RABT/ZTV曲線和HC曲線)無防火材料保護(hù)的沉管隧道的抗火性能。結(jié)果表明,兩種火災(zāi)場景下的沉管隧道無論在溫度場分布方面還是在力學(xué)性能方面都相近。
【學(xué)位單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U458.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐湃;蔣樹屏;周健;陳大飛;;沉管隧道火災(zāi)煙氣蔓延特性[J];長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年06期

2 夏永旭;鄧念兵;王永東;;公路隧道火災(zāi)通風(fēng)計算的改進(jìn)[J];地下空間與工程學(xué)報;2014年04期

3 夏永旭;李峰;姚毅;;公路隧道火災(zāi)排煙風(fēng)口設(shè)計參數(shù)優(yōu)化研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2013年03期

4 潘一平;徐志勝;王閃;吳德興;;公路隧道集中排煙道排煙閥結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2012年02期

5 閆治國;朱合華;;火災(zāi)時隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度場分布規(guī)律試驗[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年02期

6 肖曉春;;大型沉管隧道管節(jié)工廠化預(yù)制關(guān)鍵技術(shù)[J];隧道建設(shè);2011年06期

7 閆治國;朱合華;;隧道襯砌結(jié)構(gòu)火災(zāi)安全及高溫力學(xué)行為研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2010年04期

8 常岐;閆治國;朱合華;郭銳;;火災(zāi)下隧道襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的熱力耦合分析[J];地下空間與工程學(xué)報;2010年S1期

9 王艷寧;熊剛;;沉管隧道技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)狀分析[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2007年04期

10 張孟喜;黃瑾;賀小強(qiáng);;火荷載下沉管隧道結(jié)構(gòu)的熱-力耦合分析[J];土木工程學(xué)報;2007年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曾柯皓;特長公路隧道通風(fēng)優(yōu)化配置及自然風(fēng)利用研究[D];西南交通大學(xué);2017年

2 劉言峰;沉管隧道工程關(guān)鍵技術(shù)研究與分析[D];西南交通大學(xué);2017年

3 楊小yN;城市多岔道隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙數(shù)值模擬研究[D];西南交通大學(xué);2017年

4 王宇軒;沉管隧道火災(zāi)集中排煙模式下煙流特性研究[D];長安大學(xué);2017年

5 李志愿;沉管隧道接頭耐火性能研究[D];華僑大學(xué);2017年

6 朱廷宇;大型地下互通運營與防災(zāi)通風(fēng)技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2016年

7 郭慶華;隧道火災(zāi)高溫下溫度分布及其襯砌結(jié)構(gòu)損傷研究[D];太原理工大學(xué);2015年

8 田X;離岸特長沉管隧道火災(zāi)排煙試驗研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

9 張于平;沉管隧道火災(zāi)溫度場作用下管節(jié)結(jié)構(gòu)三維力學(xué)分析[D];重慶交通大學(xué);2014年

10 劉維;非均勻受火隧道襯砌結(jié)構(gòu)抗火性能研究[D];蘇州科技學(xué)院;2014年

本文編號：2813777