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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