基于多尺度方法的道路隧道温度场特征研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2018.02.012

隧道建设（中英文） ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (2): 240-248.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.02.012

基于多尺度方法的道路隧道温度场特征研究

刘江涛^{1, 2}，闫治国^{1, 2, 3, *}，朱合华^{1, 2, 3}，田野^{1, 2}

( 1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系, 上海 200092; 2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092; 3. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室, 上海 200092)

收稿日期:2017-07-25 修回日期:2017-12-01 出版日期:2018-02-20 发布日期:2018-03-19
作者简介:刘江涛（1992—），男，四川成都人，同济大学建筑与土木工程专业在读硕士，研究方向为隧道火灾预警、动态救援疏散技术。Email：849739557@qq.com。*通信作者：闫治国， Email： yanzguo@tongji.edu.cn。
基金资助:
上海市“科技创新行动计划”（16DZ1200600）

Study of Temperature Field Characteristics of Highway Tunnel  Based on Multiscale Method

LIU Jiangtao^{1, 2}, YAN Zhiguo^{1, 2, 3,*}, ZHU Hehua^{1, 2, 3}, TIAN Ye^{1, 2}

(1. Department of Geotechnical Engineering, College of Civil Engineering, Tongji University,  Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of  Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. State Key Laboratory for  Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)

Received:2017-07-25 Revised:2017-12-01 Online:2018-02-20 Published:2018-03-19

摘要/Abstract

摘要：

隧道火灾往往会造成严重后果。为实现快速准确的火灾报警，以大连路隧道、青浦隧道、白茫雪山隧道正常运营及火灾试验工况下采集的大量正常运营工况温度数据和火灾工况温度数据为对象，使用多尺度分析方法，研究道路隧道火灾工况和正常运营工况不同尺寸下的温度场特征。结合隧道光纤光栅温度系统采集的数据，对隧道火源及其邻域的温度、温度梯度和温度二阶导数进行大量统计描述分析；同时对火灾时隧道内温度场的波动特征进行论述。通过分析，得出隧道火灾时的温度场具有强烈波动特征，建议使用单位时间内温度的标准差、离散系数来表征隧道温度的波动程度；使用单位时间内温度一阶导数的标准差、离散系数（均值大于0.1）来表征温升的波动程度，并给出常规工况下单位内时间温度标准差的建议取值。最后，通过识别火源点及其邻域的温度波动特征可判断火灾是否发生。

关键词: 隧道火灾, 大数据, 温度波动, 多尺度分析, 温度特征, 温度梯度特征

Abstract:

The multiscale analysis method is used to study the characteristics of temperature field under different sizes of normal and fire conditions based on the fire tests of Dalianlu Tunnel, Qingpu Tunnel and Baimang Xueshan Tunnel. With the help of the data of fiber bragg grating temperature system, the statistical descriptive analysis of temperature, temperature gradient and second derivative are studied. Meanwhile, the fluctuation characteristic of temperature field in tunnel in case of fire is discussed. According to the analysis, it is concluded that the temperature field is strongly fluctuating when the tunnel is on fire; and the standard deviation of the temperature and temperature gradient in the unit time and the dispersion coefficient can be used to characterize the fluctuation of the temperature field. The recommended values of standard deviation under normal conditions are given. Finally, the fire disaster can be cleared by identifying the temperature fluctuation characteristics of the ignition source and its adjacent domains.

Key words: tunnel fire disaster, big data, temperature fluctuation, multiscale analysis, temperature characteristics, temperature gradient characteristic

中图分类号:

U 45

刘江涛，闫治国，朱合华，田野. 基于多尺度方法的道路隧道温度场特征研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(2): 240-248.

LIU Jiangtao, YAN Zhiguo, ZHU Hehua, TIAN Ye. Study of Temperature Field Characteristics of Highway Tunnel  Based on Multiscale Method[J]. Tunnel Construction, 2018, 38(2): 240-248.

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基于多尺度方法的道路隧道温度场特征研究

Study of Temperature Field Characteristics of Highway Tunnel  Based on Multiscale Method

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