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第1章 绪论 1

1.1隧道及其主要类型 1

1.1.1隧道的分类 1

1.1.2隧道的发展 4

1.2隧道的结构特点 5

1.3隧道火灾的典型案例 8

1.4隧道火灾的基本特点及防治技术难点 11

1.4.1隧道火灾的基本特点 11

1.4.2隧道火灾的防治技术难点 16

1.5隧道火灾的研究现状 17

1.5.1国外研究现状 17

1.5.2国内研究现状 19

1.6本书主要内容 22

参考文献 23

第2章 隧道火灾的燃烧行为特征 30

2.1隧道火灾发展的基本过程 30

2.1.1受限空间火灾发展的一般过程 30

2.1.2隧道火灾发展的基本过程及特点 32

2.2隧道火灾的燃烧特点及热释放速率 32

2.2.1隧道火灾的主要可燃物 32

2.2.2隧道火灾的燃烧特点 33

2.2.3纵向风对隧道火灾燃烧热释放速率的影响 34

2.2.4纵向风作用下隧道内的火焰贴地行为 48

2.3隧道内纵向风作用下的火羽流行为 53

2.3.1火羽流的基本理论、特征参数及隧道火羽流的特点 53

2.3.2隧道内纵向风作用下的火焰倾角 58

2.3.3隧道内纵向风作用下的火焰长度 62

2.3.4隧道内火羽流撞击拱顶区的最高温度 64

2.3.5纵向风对近火源区温升及感温型火灾自动报警系统的影响 70

2.4隧道内的火蔓延机制 72

参考文献 73

第3章 隧道火灾的烟气流动与输运行为 76

3.1隧道火灾烟气蔓延的基本过程 76

3.2隧道火灾顶棚射流特征 77

3.2.1隧道火灾顶棚射流的基本形态 77

3.2.2隧道火灾顶棚射流温度分布 77

3.2.3坡度对隧道火灾顶棚射流温度分布的影响 82

3.2.4隧道火灾顶棚射流的水平蔓延速度 85

3.3隧道火灾烟气层的一维温度场分布 87

3.4隧道火灾烟气分层及稳定性 93

3.4.1热浮力分层流稳定性的无量纲表征 93

3.4.2纵向风作用下隧道火灾烟气分层形态及失稳临界判据 94

3.5隧道火灾CO的输运与空间分布特性 98

3.5.1隧道火灾烟气层CO输运的时间效应 99

3.5.2隧道火灾烟气层CO浓度的竖直分布及其与温度分布的相似性 102

3.5.3隧道火灾烟气层CO浓度的纵向衰减及其与温度衰减的差异表征 106

3.5.4隧道内利用空气幕抑制CO输运的有效性 115

参考文献 118

第4章 隧道火灾的计算机模拟 122

4.1火灾过程计算机模拟概述 122

4.2隧道火灾的区域模拟 124

4.2.1多单元区域模拟 124

4.2.2多层区域模拟 129

4.3隧道火灾的计算流体动力学模拟 130

4.3.1计算流体动力学模拟的基础知识 130

4.3.2 FDS模拟程序介绍 134

4.3.3 FDS应用于隧道火灾烟气流动模拟计算的举例 143

参考文献 153

第5章 隧道火灾的实验研究 156

5.1隧道火灾的实验研究概述 156

5.2隧道火灾的模型试验 159

5.2.1相似准则 159

5.2.2典型隧道试验模型简介 162

5.3隧道火灾的全尺寸现场试验 166

5.3.1边界条件 166

5.3.2热释放速率的测量方法 167

5.3.3烟气温度分布及烟气前锋、烟气层高度的测量 171

5.3.4纵向风速的测量方法 175

5.3.5 CO浓度空间分布的测量 176

5.3.6隧道火灾烟气蔓延特性的典型全尺寸现场试验 178

5.3.7隧道火灾自动报警系统性能的典型全尺寸现场测试试验 189

参考文献 196

第6章 隧道火灾的通风与排烟技术 199

6.1隧道的通风排烟设计模式简介 199

6.1.1全横向通风与排烟 199

6.1.2半横向通风与排烟 199

6.1.3射流风机纵向通风与排烟 200

6.1.4不同通风排烟模式的发展历程及优缺点 203

6.2纵向排烟作用下隧道火灾的烟流行为及临界风速 204

6.2.1射流风机作用下的隧道流场特性 204

6.2.2纵向排烟作用下弧顶隧道内近壁面火灾的螺旋式烟流行为 207

6.2.3纵向排烟作用下隧道火灾的烟气逆流及临界风速 210

6.3某主辅双洞隧道火灾烟气控制模式对比分析 230

6.3.1隧道工程概况及待选烟气控制方案 230

6.3.2计算机建模及火灾场景设计 231

6.3.3不同烟气控制方案下的烟气蔓延情况 234

6.3.4不同烟气控制方案的效果对比 237

6.4全横向排烟系统若干技术优化策略 240

6.4.1补气口位置对隧道横向排烟效果的影响 240

6.4.2排烟启动时机对隧道横向排烟效果的影响 244

6.4.3全横向排烟速率对烟气层形态及水平蔓延的影响 246

6.4.4烟气层“吸穿现象”及其对隧道横向排烟效果的影响 249

参考文献 253

第7章 隧道火灾中的人员疏散 256

7.1隧道内的人员疏散设施 256

7.1.1疏散通道 256

7.1.2独立避难间 258

7.1.3隧道灭火救援通道 258

7.1.4其他疏散设施 258

7.2隧道火灾的人员疏散模式及策略 259

7.3隧道火灾时的人员行为特征 264

7.3.1火灾时人员的一般行为特征 264

7.3.2隧道火灾时人员行为的特殊性 266

7.4隧道火灾人员安全评价方法 268

7.4.1人员安全疏散评价准则 268

7.4.2人员安全疏散分析评价软件简介 270

7.5隧道火灾的人员安全疏散分析举例 272

7.5.1利用经验公式和Exodus软件分析某隧道火灾的人员疏散过程 272

7.5.2利用Pathfinder软件和Exodus软件分析某隧道火灾的人员疏散过程 281

参考文献 287