地铁区间隧道速度场温度场特性研究

综合运用缩尺模型试验、现场监测和SES数值模拟三种研究方法,分析研究地铁区间隧道速度场和温度场的特性。分析模型试验数据得到区间最大风速表达式和区间断面最大风速的滞后性。结合模型试验与数值模拟,研究得到列车匀速运行时,区间隧道风速基本不变;而列车变速运行时,区间各断面平均风速与时间成二次函数关系。通过现场监测和数值模拟等方法,分析得到地铁区间隧道温度场全天随时间变化可分为六个典型阶段;当车尾经过区间内某测点时,其温度最高。通过理论分析,建立了区间气温与壁温相互影响的数学模型,分析了不同季节区间气温和壁温的比较结果。     

地铁活塞风道风速及变化规律试验研究

列车在隧道内运行产生的活塞风随列车运行呈现有规律的周期性变化,由于目前列车运行速度高且行车密度高,活塞风对隧道内设备及活塞风道内的设备产生长期的作用,可带来不可忽视的安全问题。以广州地铁某站及某中间风井为研究对象,对地铁风道内的风速进行了现场测试,得到了地铁站及区间风井风道内的风速变化规律。结果表明:该站出站端活塞风道内的正、负风速最大幅值均低于进站端;相比于车站进出站端活塞风井,中间风井内风道的风速更高,最大正风速为5.7m/s,最大负风速为7m/s;区间左右线中间风井活塞风道内风速变化周期和变化规律一致,但风速幅值差别较大。     

隧道内列车活塞风效应数值模拟分析

随着长及特长单线铁路隧道的大量修建,利用列车活塞风改善隧道内空气质量,降低隧道通风能耗已成为可能。采用数值模拟方法以英国Patchway隧道作为物理模型,利用Flunet17.0软件建立相应动网格模型。模拟计算获得的活塞风速平均值与实测值吻合度较好,表明该模拟方法准确性较高。在此基础上,改变行车速度,对隧道内列车活塞风效应做系列模拟计算。研究结果表明:以patchway隧道和列车数据为基本参数,列车行车速度每增加5m/s,平均活塞风速约以19.48%递增,平均增压约以50%左右递增,表明列车行车车速与活塞风速、风压存在正相关关系。该研究可为工程上列车活塞风效应估算提供借鉴。     

射流风机对地铁隧道人员疏散影响的数值分析

为满足昆明市地铁6号线由大板桥至综合交通枢纽站3号隧道内射流风机设置于人员安全疏散的设计要求。利用CFDFluent软件建立一个三维区间隧道计算模型,模拟了无阻塞和列车阻塞两种工况下射流风机出流对区间隧道内空气流场分布的影响。结果表明,无阻塞工况下射流风机稳定运行时,疏散走道处所形成风速均低于4m/s;列车阻塞工况下,当停留列车距离射流风机出风口越远,容易在列车与隔墙之间的疏散走道处形成局部高速风,但人员所接受风速均低于6m/s。通过Fluent计算程序的建立,可以方便地将研究结论转化成简单易用的设计资料,为今后设计提供参考。     

曲线公路隧道行车间距对活塞效应的影响研究

结合正在建设的实际工程项目,采用数值计算方法对曲线隧道内行车间距及车速对活塞效应的影响进行分析.结果表明:汽车进入隧道和驶出隧道时,隧道断面平均风速明显增大;当汽车在隧道内行驶时,汽车与隧道壁面的环状空间及尾部内均出现了强烈的回流及涡流现象;行车间距的增加有利于提高汽车有效阻力系数,增强汽车产生的活塞效应.在相同的行车...     

坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动影响的数值模拟

为探讨坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动特性的影响,论文在综合分析国内外地铁区间隧道火灾研究的基础上,采用数值模拟软件FDS分别研究了自然通风条件下无坡度、1％坡度、2％坡度、3％坡度对区间隧道内烟气的流动特点、临界风速的影响.结果表明:坡度对地铁区间隧道火灾烟气的流动及临界风速有一定的影响.上坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所减小,且临界风速随着隧道坡度的增大而减小.下坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所增加,且临界风速随着隧道坡度的增大而增大.     

地铁开式通风系统喷嘴送风研究

地铁开式通风系统事故时风机联动范围大,时滞长,可靠性和及时性较差,主要针对地铁开式通风系统喷嘴送风进行研究。采用Fluent数值模拟方法,从送风角度、布置位置对顶置和侧置喷嘴进行了优化,获得了顶置和侧置喷嘴最佳布置形式。对两种喷嘴形式下隧道风机进行了选型计算。最后采用SES对区间隧道火灾喷嘴送风风机动作模式进行模拟,结果表明,通过喷嘴送风,可减小风机动作数量,通过动作事故区间相邻车站的隧道风机即可满足区间风速要求,系统可靠性和及时性大大提高。     

空调工况下地铁站台PM2.5动态变化特性与影响因素分析

本文以空调工况下地铁站台区域PM值为研究对象,采用现场动态监测的方法,对上海某地铁车站站台1. 5 m高度典型代表点及站台典型送风口和回风口处、屏蔽门附近、楼梯处和新风井区域的PM值和温湿度值进行动态监测,获得站台及其相关因素PM值的动态变化特性。结果表明:送风口平均PM值比站台平均PM值高25μg/m3,站台屏蔽门附近处平均PM值比站台平均PM值高50μg/m3。本文还利用CFD软件进行数值模拟,并通过正交试验数学方法分析各因素对站台PM浓度影响的显著性,结果表明:送风口PM和屏蔽门PM对站台PM值影响非常显著,送风口风速和回风口风速对站台PM值影响显著,送风温度、屏蔽门处温度和站台温度对站台PM值影响不显著。     

下穿既有地铁隧道电子雷管网路施工技术

为了使在建地铁隧道顺利下穿通过最小净距仅有3.2 m正在运行的地铁隧道,采用短进尺、密打孔、单孔单响小药量、分区爆破和电子雷管起爆等技术;实时监测既有地铁隧道的振动和位移变形,及时调整爆破参数。结果表明:爆破振动和位移变形值控制在安全范围内,隧道安全。实践证明:采用钻爆法施工近距离穿越既有地铁隧道技术上是可行的。     

下穿既有地铁隧道电子雷管网路施工技术

为了使在建地铁隧道顺利下穿通过最小净距仅有3.2 m正在运行的地铁隧道,采用短进尺、密打孔、单孔单响小药量、分区爆破和电子雷管起爆等技术;实时监测既有地铁隧道的振动和位移变形,及时调整爆破参数.结果表明:爆破振动和位移变形值控制在安全范围内,隧道安全.实践证明:采用钻爆法施工近距离穿越既有地铁隧道技术上是可行的.     

终南山公路隧道非机械式通风效果研究

秦岭终南山特长公路隧道规模庞大,通风系统复杂,为了合理确定通风配置,节约通风费用,评估自然风和交通活塞风等非机械式通风方式的通风效果就显得非常重要。课题组现场监测了终南山特长公路隧道内的自然风速、交通量及自然风压和交通风压共同作用下的风速,收集了大量数据。通过对监测数据的处理、分析得出,较大自然风速出现在10∶00—14∶00这个时间段,最大自然风速达到2.576 m/s;隧道东、西线交通量出现高峰期的时间段基本恒定;隧道东线内自然风压和交通风压共同作用下的风速较大的时间段基本上与交通量高峰期时间段相吻合,而西线这两个时间段吻合性较差,洞内风速变化相对平缓。考虑洞口外风向频率、风向、洞口实测温度等参数的自然风速计算方法计算值与实测自然风速较接近。隧道内自然风压和交通风压联合作用下的风速计算值虽小于现场实测值,但较接近实测值。     

市域铁路列车高速越行时入口段隧道和车站屏蔽门压力变化研究

以市域铁路嘉闵线入口段隧道和迎宾三路站为例,研究有无列车停靠车站时,列车从隧道入口以160km/h速度突入隧道并越行通过车站时区间隧道和屏蔽门的压力变化。研究结果表明：无列车停站时,列车突入隧道入口段U型槽产生的初始压缩波传播到入口段隧道,引起的最大正压可达1215Pa;由于车站左端活塞风井的泄压作用,初始压缩波传到屏蔽门上最大正压仅440Pa;而列车通过右端活塞风井产生的压缩波传播到车站后的区间隧道时,最大正压可达1450Pa。有列车停站时,车站前后区间隧道内压力波幅值几乎无变化,但屏蔽门上压力略有上升,压力波幅值增加在10%内。     

坡度与活塞风对地铁长区间隧道火灾点式排烟的影响

采用数值模拟方法对点式排烟模式下地铁长区间隧道火灾烟气流动进行了计算分析,研究了坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响。结果表明:烟气不仅受排烟风口的抽吸作用,同时坡度与活塞风影响隧道内烟气流动,点式排烟模式下坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响不能忽略。     

地铁隧道火灾临界风速数值模拟分析

以目前工程上采用侧式疏散平台进行火灾人员疏散救援的地铁区间隧道为背景,使用三维CFD软件"STAR-CCM+"对隧道火灾纵向通风临界风速进行数值模拟研究。通过建立更为真实的隧道火灾场景,即将列车阻塞以及疏散门开启影响因素引入火灾计算模型,得到了不同热释放速率下的临界风速,从而为地铁工程排烟系统的设计提供参考。     

浅埋暗挖地铁区间变形稳定性分析

近年来,随着地铁建设的蓬勃发展,地铁施工过程中引起地表变形规律的研究对后续施工起着越来越重要的指导作用。本文以北京地铁十四号线某地铁站区间为依托,运用工程实测数据,结合有限元分析软件Midas/GTS进行地铁区间施工的数值模拟,分析施工过程中区间隧道断面的变形规律,通过模拟结果与实际测量数据作对比,分析其产生差异的原因,模拟分析区间隧道左线、右线不同洞间距对围岩变形及地表沉降的影响,提出地铁区间开挖的最合适的洞间距。为以后类似工程提供参考和借鉴。     

活塞效应对地铁热环境流动特性的影响

本文拟从活塞风的形成机理、活塞效应对于地铁隧道内空气流动特性进行分析,并结合Fluent流体力学仿真分析软件,以天津某地铁工程为研究实例,进一步理解活塞风对于地铁系统内空气流动特性的影响规律。通过合理控制活塞风井的设置方式,地铁活塞效应对地铁车站热环境起到了积极有效的作用。     

顶部开孔集中布置对城市公路隧道自然通风的影响

采用CFD技术,模拟研究通风孔集中布置对隧道内空气流动及污染物扩散的影响;以300m长隧道作为研究对象,通过改变通风孔集中布置的位置和单个通风孔的大小,分析隧道各个分段的有害气体浓度,以及通风孔对隧道内污染物的分流率。结果表明:在隧道通风孔总开孔面积不变的情况下,通风孔集中布置在隧道后段且通风孔长度为4m时,污染物分流率最大。     

浅埋大断面隧道掘进爆破参数优化

浅埋暗挖型大断面隧道掘进爆破时,为避免盲目施工引发事故,对爆破参数进行优化是必要的。通过爆破参数试验和监测分析,对某城市地铁区间隧道进行爆破参数优化,既确保了施工进度和安全,又有效地保护了地表和地表建筑物     

锯齿降噪结构在风力发电机组叶片上的应用

基于IEC61400-11风力发电机组噪声测试标准,应用NI硬件和LabView软件搭建噪声测试系统,对某3.0 MW风力发电机组叶片加装锯齿降噪结构前后的噪声辐射值进行现场测试,通过对比4 m/s～8 m/s风速区间的测点噪声值和1/3倍频程频谱数据,研究锯齿结构在大型风力发电机组叶片上的应用效果。研究结果表明,在叶片上安装锯齿降噪结构可显著降低机组在5 m/s～6 m/s风速区间运行时的噪声,对高风速区间内的低频段噪声也有明显降噪效果。     

软土与岩层地质下地铁隧道振动传递特性分析

在软土和岩层不同地质条件下采集列车通过时隧道壁及隧道上方地面距隧道中心线水平距离为0、15 m和30 m处的垂向振动,经过Fourier变换和1/3倍频程处理得到振动的频谱特性,分析不同频段振动的传递损失。结果显示,对于软土地质和岩层地质,在传递过程中都存在两个振动峰值;振动从隧道壁传至地面0 m时,软土内高频振动衰减较大,岩层内低频振动衰减较大;在地面传播过程中,对于软土地质,在15 m处出现振动放大现象;在30 m测试距离内,12.5 Hz以下的低频振动在两种地质条件下均衰减较小,在30 m处40 Hz以上的振动在两种地质条件下均衰减较大,此研究结果可为不同地质条件下地铁线路上部建筑减振及地铁线路规划提供参考。