发布时间 : 星期四 文章公路隧道火灾后二衬结构损伤程度研究-土木工程；防灾减灾工程及防护工程专业毕业论文 - 图文更新完毕开始阅读
目 录
第—章绪论 1
1．1选题背景 1 1．1．1公路隧道火灾的危害 ．1 1．1．2公路隧道火灾二衬结构损伤研究的意义与重要性 ．4
1．2国内外研究现状
5
1．2．1国内外开展的隧道防火研究 ．5 1．2．2隧道火灾的场景研究现状 ．7 1．2．3隧道衬砌结构火灾下的力学行为研究现状 ．8 1．2．4国内外关于隧道火灾的技术标准和规范 ．9
1．3目前研究存在的不足 一1 0 1．4本文的研究内容及方法 1l 1．4．1研究内容 11 1．4．2研究方法 11
第二章公路隧道火灾二衬结构损伤程度理论 ．．13
2．1传热传质基础理论 ．．13
2．1．1传热和传质基本概念 13 2．1．2傅立叶定律 1 3 2．1．3边界条件 1 5 2．1．4衬砌结构热传导理论 16 2．2热应力理论 ．．19
2．2．1线性热应力概述 19 2．2．2热应力的广义胡克定律 19 2．2．3热弹性力学的平衡微分方程 21 2．2．4热弹力学的变形连续方程 22 2．2．5热弹性体的边界条件 23 2．2．6热弹性体的平面应力和平面应变问题 23 2．3本章小结 一25
第三章公路隧道火灾场景模拟 。26
V
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3．1公路隧道火灾关键参数设置 3．1．1火源参数 3．1．1．1火源最高温度 3．1。1．2火源最大热释放速率 3．1．1．3火源持续时间 3．1．1．4火源升温曲线 3．1．2隧道受火面粗糙度设置 3．1．3通风风速设置 3．1．3．1公路隧道通风计算理论 3．1．3．2公路隧道火灾的临界风速 3．2公路隧道火灾场景模拟 3．2．1依托项目 3．2．2火灾场景模型建立 3．2．3不同工况模拟结果与分析 3．3衬砌受火表面升温方程拟合 3．4本章小结 ．．26
26 26 26 26 27 29 30 30 32 一32 33 34 35 一46 一47
第四章隧道火灾中二衬结构温度场及力学行为分析 4．1二衬结构温度场分布 4．1．1计算参数及模型确定 4．1．2二衬结构温度计算结果及分析 4．2二衬结构力学行为分析 4．2．1二衬结构应力分布 4．2．2二衬结构变形分析 4．3本章小结 。49
一49 49 52 ～59 60 66 ．．72
第五章衬砌结构火灾下损伤程度分析 5．1火灾高温对衬砌结构的损伤形式及机理 5．2不同火灾工况下衬砌结构损伤分析 5．2．1以衬砌混凝土爆裂温度为评价依据 5．2．2以衬砌内部应力分布为评价依据 5．3本章小结 74
一74 一75 75 76 ．．77
第六章结论与展望 78
V
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6．1结论 6．2展望 ．．78 一79
致谢 ．80
参多牧献 攻读学位期间发表的论文及取得的科研成果 81
．85
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第一章绪论
第一章绪论弟一早硒比
1．1选题背景
1．1．1公路隧道火灾的危害 公路隧道是一个形状扁平、断面面积大的狭长型结构，在运营期间需要运营 通
风，因此隧道内发生火灾与地表建筑发生火灾有很大的区别。高层建筑在火势 发展 过程中，由于竖向气流、空气重力等因素，火势向上蔓延的速度快，产生的 烟囱效
应比较强。建筑火灾的发展分为三个阶段：火灾初期阶段，此阶段一般持 续5至7
分钟；火灾发展阶段，这阶段会产生大量浓烟、毒气，火源附近温度快 速上升；火 势猛烈阶段，这个时候火势完全燃烧成为立体火灾。相异于地上火灾 的竖向发展，
公路隧道因为其空间布局的独特性，隧道火灾总体是横向发展。隧 道火灾的发展可 分为以下几个阶段：火羽流往上流动阶段、接触隧道壁面阶段、 环向流动阶段、当环
向流动的烟气受到隧道壁面的拦截时往纵向流动的转换阶段、 纵向流动阶段。隧道空 间的半封闭性以及位置、结构的特殊性，不仅决定了火灾 发展的阶段，同时也使得隧
道火灾的特点相异于建筑火灾。隧道火灾有以下特点：
(1)发展迅猛，燃烧产生热量大，难以控制火势，气体毒性大。 (2)公路隧道火灾通常表现
为两种种类：富氧型和燃料丰富型。小型燃烧能
轻易产出大面积烟气同时分布于整座隧道，即使在大功率探照设备下可见度也非 常
低，燃烧产生的有毒烟气的流动对隧道内人员构成严重威胁。 (3)隧道里只要发生火灾，在烟囱效应作用下热量和烟气会快速流传。 (4)火灾产生的热烟
气流会严重改变隧道内原有的空气压力场，导致隧道本
来的通风气流完全紊乱。 (5)火灾发生时人员的疏散会因为大面积的烟气造成能见度降低，同时
产生
的有毒气体对人员构成极大威胁，容易导致二次灾害。 (6)损伤严重。
(7)隧道特殊性结构导致火灾产生的火焰往水平流动，而被火灾加热后的热
空气可以在风的作用下流动很远；然而燃烧产生的热量顶多10％用于加热空气， 因此烟
气在距离增加同时温度会降低，但隧道衬砌受高温作用则会长时间保持高 温。
(8)隧道里发生的火灾大多缺少氧气供给，因此会产生大量一氧化碳等有毒 气
体。
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