公路隧道火灾扩散及人员疏散研究

发布时间：2017-08-13 17:22

  本文关键词：公路隧道火灾扩散及人员疏散研究

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【摘要】：随着我国公路隧道建设的迅速发展,截止2012年,我国公路隧道的总长度已达到6253.4公里,隧道数量和长度的不断增长,隧道内发生火灾、车辆事故潜在性的逐渐增大,对隧道运营管理及人员安全疏散提出了更高的要求。本文采用FDS模拟软件设置了不同的火灾场景,模拟分析了隧道内火灾扩散规律,确定了可用疏散时间(ASET),并应用经验公式计算必需安全疏散时间(RSET),在此基础上确定了人员安全疏散方案。主要工作和研究成果如下:(1)通过统计分析各类隧道火灾事故,总结了隧道火灾的诱发原因、分类及特点;分析了公路隧道火灾产生的危害。(2)主要研究了公路隧道内火灾条件下烟气的扩散模型和温度的分布规律。分析了隧道火灾烟气的产生、回流及机械通风对烟气流动的影响以及隧道内温度场的分布规律。(3)以西华岭隧道为例建立了三种火灾工况,运用FDS软件模拟分析了火灾的扩散特征。首先,分析了机械通风失效时火灾扩散规律及特性,计算了该火灾条件下所需安全疏散时间。其次,模拟分析了不同纵向通风风速(2m/s、3m/s、4m/s)时,隧道内温度、烟气、能见度的分布规律,并确定了各火灾条件下所需安全疏散时间,研究结果表明:当机械通风风速为2m/s时火灾上游烟气的回流现象比较严重;当通风风速达到3m/s时火灾上游无烟气回流现象,该风速有利于于下游被困人员的安全疏散;但当通风风速达到4m/s时,火灾下游区域的CO浓度、温度等迅速扩散,不利于被困人员安全疏散。最后,模拟分析了隧道内发生大功率(100MW)火灾时,CO浓度、温度等的分布规律及特性,并提出了相应的控制措施。
【关键词】：人员疏散 火灾扩散 公路隧道
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U458;U492.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.1.1 研究目的和意义9-10
• 1.1.2 防火疏散技术要求和标准10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 主要内容及技术路线15-17
• 2 公路隧道火灾事故统计分析17-26
• 2.1 隧道火灾的特点及分类17-24
• 2.1.1 公路隧道火灾事故的统计分析17-21
• 2.1.2 公路隧道火灾的特点21-22
• 2.1.3 隧道火灾的原因和分类22-24
• 2.2 公路隧道火灾的危害24-25
• 2.2.1 隧道火灾温度的危害24
• 2.2.2 隧道火灾烟气的危害24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 3 公路隧道火灾扩散模型26-36
• 3.1 隧道火灾烟气流动模型26-32
• 3.1.1 烟气流动的规律26-28
• 3.1.2 通风对烟气流动的影响28-29
• 3.1.3 烟气流动模型29-32
• 3.2 隧道火灾温度分布的规律32-34
• 3.2.1 隧道火灾温度变化曲线32
• 3.2.2 隧道横断面上温度场的分布32-33
• 3.2.3 隧道纵向温度分布模型33-34
• 3.3 FDS理论34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 人员安全疏散模型36-42
• 4.1 人员因素对疏散的影响36-38
• 4.1.1 人流移动速度36-37
• 4.1.2 人群特征37-38
• 4.2 人员安全疏散的评价标准38
• 4.3 火灾到达危险状态的影响因素38-39
• 4.3.1 高温烟流与辐射热38-39
• 4.3.2 有毒气体和能见度39
• 4.4 人员安全疏散时间的确定39-41
• 4.4.1 隧道内被困人数确定39-40
• 4.4.2 确定RSET的经验公式40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 5 火灾模拟及人员疏散分析42-63
• 5.1 隧道火灾场景42-44
• 5.1.1 火灾场景分析42-43
• 5.1.2 火灾场景的设置43-44
• 5.2 自然通风时火灾模拟44-47
• 5.2.1 自然通风时火灾模拟分析44-46
• 5.2.2 自然通风时人员安全疏散分析46-47
• 5.3 机械通风时火灾模拟47-59
• 5.3.1 纵向通风对火灾的影响47-55
• 5.3.2 通风条件下人员安全疏散分析55-59
• 5.4 大型火灾模拟分析59-62
• 5.4.1 100MW火灾模拟分析59-61
• 5.4.2 车辆通行隧道的控制措施61-62
• 5.5 本章小结62-63
• 结论与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间研究的成果69

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本文编号：668458