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第22卷第1期火灾科学VoI.22,No.1

2013年1月FIRESAFETYSCIENCEJan.2013

文章编号:1004-5309(2013)一0024—07

DOI:10.3969/j.issn.1004—5309.2013.O1.04

重载铁路隧道可燃物极大丰富

条件下火灾温度场数值模拟

陈长坤,康恒

(中南大学防灾科学与安全技术研究所,湖南长沙,410075)

摘要:针对重载铁路隧道内重载列车运载大量可燃物贯穿整条隧道的情况,建立了500m双线重栽铁路隧道模型,

利用大涡模拟技术,采用数值模拟的方法探讨了可燃物极大丰富条件下重栽铁路隧道内,不同初始火源功率、起火

位置下可燃物(红松木)火灾蔓延规律,进而分析了重载列车起火后隧道内火灾沿纵向、横向的温度分布特点、变化

规律及后果影响。结果表明:重载铁路隧道内重载列车一旦发生火灾,不同起火位置对火灾向周围的蔓延速度有

着明显的影响,而当火灾发生大面积蔓延时,由于隧道内通风量受限,将最终形成两侧隧道口附近燃烧剧烈,而中

部较长区域燃烧受到显著抑制的特点。这也导致了隧道内拱顶附近处的最高温度位置由初始火源正上方,沿纵向

逐渐向隧道洞口移动,并最终稳定在两侧隧道口附近,同时隧道中部温度也发生大幅度降低,这种温度分布特征对

隧道衬砌结构损伤及破坏将产生重要影响。

关键词:重载铁路;隧道火灾;火灾蔓延;温度场

中图分类号:TU551;X932文献标识码:A

灾下隧道内温度场的研究当中,闰治国等对火灾下

0引言

隧道内温度场的分布规律展开了研究I2]。徐志胜、

重载铁路是用于运载大宗散货的总重大、轴重李洪等人通过数值模拟、理论分析和模型试验,研究

大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路,了坡度对隧道火灾的影响机理引。易亮等人对Ka—

较普通铁路,具有运输效率高、成本低等优势[1_。近rioka模型进行了验证4][,赵望达等人对Kurioka模

年来,重载铁路建设在我国取得了快速发展,并以其型进行了修正_5]。HaukurIngason针对隧道火灾

巨大的运能很好地缓解了我国铁路运输压力。运输特点,提出了一种新的单一指数火灾曲线6[]。Falin

量巨大的重载列车通过隧道时会带来隧道内可燃物Chen采用数值模拟的方法研究了隧道火灾重力流

分布极大丰富,一旦发生火灾事故,其火灾后果往往作用下的湍流特征7[]。挪威在Runehamax隧道内

较为严重,因此有必要对重载铁路隧道火灾展开开展了对重型货车火灾蔓延规律的试验,研究了其

研究。峰值火灾热释放速率8[]。国外在大量的实验基础之

近年来,频繁的隧道火灾事故逐渐引起了国内上,提出了:RwS;HC;RABT/zTV;Runehamar等

外学者对隧道火灾安全的关注,隧道火灾研究已经典型隧道火灾升温曲线。这些研究成果对隧道防火

逐渐成为火灾研究领域的一个热点课题。其中对火设计、火灾预防、火灾救援以及灾后治理都起到了重

收稿日期:2013—01—29;修改日期:2013—02—21

基金项目:国家自然科学基金项目5(0706059);湖南省自然科学基金重点项目(12JJ2033);中央高校基本科研业务费专项资金资助

作者简介:陈长坤(1977一),男,福建福安人,博士,教授,现任中南大学防灾科学与安全技术研究所副所长/消防工程系副主

任。主要从事隧道及钢结构火灾安全研究。

Vo1.22No.1陈长坤,等:重载铁路隧道可燃

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