隧道火灾场景设计及衬砌结构防火研究

本文介绍了国内外隧道火灾研究的现状及进展.同时,基于火灾案例调研及火灾物理模型试验,对隧道火灾场景的设计方法、火灾场景关键参数的确定、火灾高温时(高温后)衬砌结构的力学行为进行了研究.     

隧道火灾场景设计及衬砌结构防火研究

本文介绍了国内外隧道火灾研究的现状及进展.同时,基于火灾案例调研及火灾物理模型试验,对隧道火灾场景的设计方法、火灾场景关键参数的确定、火灾高温时(高温后)衬砌结构的力学行为进行了研究.     

火灾下大直径盾构隧道结构力学特性有限元分析

对大直径盾构隧道火灾下的力学计算模型进行了分析,提出了隧道火情、衬砌结构接缝、衬砌结构爆裂的数值模拟方法,并根据热力耦合的计算方法计对衬砌结构的火灾力学特性展开了计算。根据计算结果得到了火灾高温作用下大直径盾构隧道衬砌结构力学特性。衬砌结构力学性能受高温影响严重,在火灾高温作用区域,衬砌结构的应力状态发生了明显的改变,衬砌结构中的热膨胀效应明显;衬砌结构内侧由热膨胀导致的应力水平有明显的增加,衬砌结构的弯矩和轴力也都有不同的增大,其中衬砌结构的拱顶截面弯矩和轴力增加最大,拱底截面则增加最小;在火灾下衬砌结构的接缝有明显的张开,张开量随着火灾作用时间有明显的变化。     

不同火灾升温曲线下隧道内温度场分布规律研究

基于升温曲线确定隧道火灾场景的描述方法,可以用隧道标准火灾曲线或基准曲线对火灾情况进行描述。确定火灾情况下隧道温度计算方法,结合衬砌材料在高温时的热工参数,根据有限单元法计算了隧道衬砌在5种标准火灾曲线和三种不同最高温度的基准曲线下的温度分布,给出了火灾高温下衬砌结构内部的温度场分布情况,总结出影响隧道衬砌结构温度分布的最主要因素为火灾的最高温度和持续时间;并给出了典型HC曲线下隧道衬砌内部的温度场拟合公式,为后续的衬砌结构热力耦合分析提供了依据。     

火灾对隧道衬砌结构的损害及防范措施研究

由于隧道火灾温度高,升温速度快,会对衬砌结构造成严重的损坏,并影响衬砌结构体系的可靠性。文章以上海某地铁隧道火灾为背景,在对国内外隧道火灾案例调研的基础上,分析了火灾高温对衬砌结构的损害形式,指出了提高衬砌结构耐火性能的必要性和紧迫性,并初步给出了提高隧道衬砌结构耐火性能的思路和方法,可供类似研究参考。     

火灾下隧道衬砌的安全设计

在考虑衬砌混凝土和钢筋在高温下的非线性以及非线性温度荷载曲线的基础上,有限元数值模拟计算可获得衬砌在火灾发生前后的内部荷载,并且由温度传播分析和非线性结构分析模型计算得到火灾中衬砌的承载能力.该计算模型考虑衬砌材料力学性能随温度升高而降低的应力释放系数以及围岩与隧道衬砌之间的相互作用.此计算与时间增量历史有关,即考虑不同燃烧时间段材料力学参数的改变.除给出此项目在奥地利境内火灾下一个隧道截面安全设计计算结果外,还在计算中考虑高温荷载以及由高温荷载产生的影响.计算结果可以更好地帮助理解隧道衬砌在高温下的力学行为,便于对隧道结构设计进行火灾条件下的设计校核以及制定隧道衬砌结构火灾安全设计规范,为隧道结构火灾安全方面的设计计算和研究提供参考.     

火灾下盾构隧道衬砌管片结构变形理论分析

火灾高温会使盾构隧道管片衬砌的力学性能产生劣化,其受力变形也较常态下更为复杂。考虑到火灾下衬砌截面温度场的真实分布情况以及管片材料高温下力学性能的非线性,建立了高温下圆形衬砌变形的理论计算模型;针对盾构隧道管片衬砌,基于自由变形理论,得到了其高温下变形的解析解;根据具体算例得到了发生火灾时管片变形规律,为管片火灾下的防火设计提供了理论依据,并将计算结果与设计规范相对比,对灾后隧道内人员财产救援进行的时机给出了建议。     

多孔混凝土衬砌结构施工工艺探讨

本文以威海某已建隧道为工程背景,目的在于探讨抗火性能良好的新型混凝土衬砌结构,因而提出了在衬砌结构内表面预留孔道的方法,并研究了多孔混凝土衬砌结构的施工工艺及成型效果。由于混凝土在火灾下会发生严重爆裂,加入孔道的这一新型结构对隧道衬砌抗火有一定的工程意义,可供类似工程参考。     

某隧道工程火灾烟气控制模拟研究

为研究隧道内火灾烟气控制方案,本文以长沙市某隧道工程为研究对象,利用火灾动力学模拟软件FDS5.3.0对两种设定火灾场景下的烟气蔓延进行数值模拟,得到了设定火灾场景下隧道内的温度和能见度分布情况,并通过对比烟气100℃前锋和10m能见度前锋在2m高度处的蔓延曲线得到起火区域上、下游各个位置的可用安全疏散时间,模拟结果为该隧道内消防设施的安全性、合理性和可靠性评估以及整体工程设计提供依据。     

火灾下盾构隧道衬砌拼接接头力学行为试验研究

盾构隧道管片接头是隧道结构的薄弱部位,针对盾构隧道管片接头的抗火性能研究显得尤为重要,该文以存在安装误差的缩尺衬砌结构接头试件进行火灾试验,以管片的表观特征、温度场分布及变形响应等特征,研究火灾高温作用下盾构隧道衬砌结构接头的力学性能.研究结果表明:无初始缺陷的衬砌管片爆裂面积大且深度浅,具有初始缺陷的衬砌管片剥落深度...     

火灾下隧道衬砌结构力学行为的热力耦合分析

结合某水下隧道实例,采用大型三维有限元分析软件建立了二维热力耦合分析模型,得到了隧道衬砌结构在火荷载高温下的温度场、内力分布及变形情况,为隧道结构的防火设计及灾后损伤修复和加固提供了参考。     

火灾高温后隧道衬砌混凝土力学特性试验研究

通过对经历火灾高温后(100℃~700 ℃)不同强度等级混凝土(C10、C20、C30、C40)力学性能试验研究,得到混凝土立方体抗压强度(f_cuT)随温度的变化规律。对混凝土立方体在抗压试验过程中所产生的声发射现象进行研究,进一步揭示火灾高温处理后的混凝土在破坏过程中,内部裂纹、裂隙的产生扩展与混凝土在受压过程所承受荷载之间的关系,从而得出混凝土受压破坏时内部结构的变化过程,通过详细的描述和比较分析,得到了高温对混凝土破坏过程中声发射现象的影响,进而为火灾高温后隧道衬砌混凝土结构损伤程度及安全性能的评估提供依据。     

海底隧道消防安全性能评估及设计探讨

分析了海底隧道的火灾危险性和火灾特点,并结合青岛海底隧道的消防安全性能设计,从火灾模拟及数据应用、隧道消防系统的选型、隧道承重及衬砌结构防火要求等方面就隧道消防性能评估及设计应注意的问题进行了探讨,该工程的设计可以为其他相关工程提供借鉴参考．     

隧道结构防火研究综述

随着我国交通隧道建设的飞速发展,隧道的消防安全问题也随之而来,并且受到越来越多的关注;结合国内外近年来在隧道结构被动防火方面的研究进展,总结了隧道火灾的危害性和特点,以及提高隧道衬砌结构耐火性能的措施,为保障隧道的消防安全提供一些参考,并对需进一步深入研究的问题提出建议。     

新七道梁隧道衬砌结构火灾损毁特性及处治

通过对兰州至海口国家高速公路兰州至临洮段新七道梁隧道衬砌结构火灾后混凝土强度、表面爆裂剥落状况、防水板损伤、围岩及整体稳定性等检测分析,总结了公路隧道火灾后衬砌结构损毁的特性;依据衬砌结构损伤程度,结合隧道围岩及原衬砌结构,提出了合理的火灾损毁处治方案,对公路隧道结构防火和灾害处治具有很好的借鉴意义。     

火灾后隧道衬砌混凝土力学性能及微观结构实验研究

为研究火灾后隧道衬砌结构的损伤程度和性能特征,对火灾后隧道衬砌混凝土进行抗压强度试验和超声检测,分析不同受火时间(2,3,4 h)下,隧道衬砌混凝土剩余抗压强度和超声波声速变化的规律.结果表明:200～800℃范围内,不同受火时间下,受火温度和剩余抗压强度、超声波声速和剩余抗压强度都有较好的线性关系,且随受火时间增大,...     

越江隧道的性能化消防安全设计对策

介绍了上海公路越江隧道的现状和发展趋势，分析了公路越江隧道潜在的火灾危险性和危害性，并从结构防火保护、火灾自动报警、自动喷水灭火、通风排烟和安全疏散等方面提出了公路越江隧道性能化消防设计的对策及建议。