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城市地下道路日益成为城市道路的重要组成部分,并且在城市地下道路的建设中,一些特殊的结构形式(岔路、坡道、弯道)越来越频繁的出现。由于城市地下道路内部岔路多、弯道多、出入口多、坡度大等特点,使得其发生火灾时,隧道内的烟气流动更加复杂;而目前关于具有这些异形断面的城市地下道路的烟气流动特性的研究较少,需要进一步的研究,以便于确定有效的通风及人员安全疏散方案。 本文在总结和吸取前人研究成果的基础上,通过数值模拟和小尺寸火灾实验相结合的方法,对纵向通风工况下的坡度隧道内顶棚温度分布规律进行了研究,并通过数值模拟软件建立了平面分岔和立体分岔的城市地下道路模型,研究不同影响因素下的隧道内的烟气特性。 首先采用模拟软件FDS,对不同火源功率及纵向通风风速下的坡度隧道进行火灾模拟,得到无坡度及正、负坡度时隧道的顶棚最高温度,验证了Kurikoa等人提出的顶棚最高温度理论模型的可靠性,并对此理论模型进行了坡度修正;然后通过小尺寸火灾试验验证了Kurikoa理论模型及其坡度修正模型的可靠性。 之后利用FDS建立了有岔路的城市地下道路火灾模型,研究岔路夹角及火源功率对于隧道内岔路隧道烟气质量流量分配量、烟气蔓延情况、温度及速度分布规律的影响。结果表明:在岔路夹角不大于30°时,岔路隧道烟气质量流量分配量和相同时间下岔路烟气蔓延长度随岔路夹角的增大而递减。 最后在平面分岔隧道模型的基础上,改变岔路隧道的坡度,研究立体分岔的城市地下道路烟气特性。结果表明:岔路隧道烟气质量流量分配量和相同时间下岔路烟气蔓延长度随着岔路坡度的增大而增大。