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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (2): 315-323.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.02.007
陈利1, 刘兵1, 曹志2, 陈佳佳1, 张恒3, 4, 张志强3, 4, *
CHEN Li1, LIU Bing1, CAO Zhi2, CHEN Jiajia1, ZHANG Heng3, 4, ZHANG Zhiqiang3, 4, *
摘要: 为探明隧道内自然风对火灾烟气扩散特性的影响,为隧道火灾的通风与排烟系统优化提供科学依据,对云山特长公路隧道洞内自然风进行现场监测,得到洞内自然风分布规律。采用数值模拟方法,建立竖井排烟作用下三维火灾动力学模型,对同向及反向自然风影响下隧道温度场及烟气场进行分析,结果表明: 1)该隧道所处环境的温度能够维持隧道内外相对较大且稳定的热位差,有利于形成自然风,最大自然风速可达5.0 m/s以上。2)在纵向风速3.0 m/s时,同向自然风会扩大隧道温升范围,火源与排烟口之间隧道下部区域温度较低。3)反向自然风会抑制高温场的扩散,且火源与排烟口之间温度随自然风速的增大而升高。4)当隧道内同向自然风速不超过2.5 m/s时火源与排烟口之间烟气质量分数最大,隧道上部空间烟气质量分数大于下部空间。5)当同向自然风速大于3.5 m/s时,下游烟气层结构被破坏,烟气在纵断面内均匀分布。6)反向自然风有利于限制烟气向排烟口下游蔓延,随着自然风的增大,排烟口下游烟气蔓延长度逐渐减小且趋于恒定。7)隧道内同向及反向自然风均会使排烟效率降低,相比无自然风条件,4.0 m/s的同向及反向自然风使竖井排烟效率分别降低22.43%、21.55%,同向自然风对竖井排烟效率的影响程度大于反向自然风。