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不同雾化角作用下隧道火灾烟气温度分布研究 被引量：3
1
作者 王洁 谢志成 姜学鹏 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第7期899-904,共6页
使用FDS建立全尺寸盾构隧道模型进行数值模拟。设置小汽车和客车火灾,火源功率分别取10、20 MW,纵向通风风速分别为0、1、2、3 m/s,研究不同雾化角下隧道火灾的最高烟气温度和纵向温度分布规律。结果显示:无水喷雾系统作用下的最高烟气... 使用FDS建立全尺寸盾构隧道模型进行数值模拟。设置小汽车和客车火灾,火源功率分别取10、20 MW,纵向通风风速分别为0、1、2、3 m/s,研究不同雾化角下隧道火灾的最高烟气温度和纵向温度分布规律。结果显示:无水喷雾系统作用下的最高烟气温度模拟值和Li模型的预测值近乎相同,但水喷雾系统作用的最高烟气温度低于Li模型的预测值;在纵向通风和水喷雾流量为定值时,最高烟气温度随着雾化角的加大而增大。引入无量纲修正系数表示雾化角对最高烟气温度的影响,建立纵向通风隧道内最高烟气温度和雾化角之间的相关性。随着雾化角逐渐加大,纵向温度衰减显著增大。引入无量纲修正系数Kdown表示雾化角与纵向温度衰减的关系,建立纵向烟气温度分布指数方程,为消防工程师估算结构设计中的烟气运动提供帮助。 展开更多
关键词 安全工程 隧道火灾 最高烟气温度 水喷雾 纵向通风 温度衰减
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长直公路隧道火灾近火源区长度研究 被引量：5
2
作者 姜学鹏 王正阳 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1388-1393,共6页
为探究近火源区长度变化规律,以长直公路隧道为研究对象,利用量纲分析法推导近火源区长度关系式。采用FDS 6.2对42组工况进行数值模拟计算,分析火源功率、隧道断面形状两个因素对近火源区长度产生的影响。结果表明:隧道形状一定时,火源... 为探究近火源区长度变化规律,以长直公路隧道为研究对象,利用量纲分析法推导近火源区长度关系式。采用FDS 6.2对42组工况进行数值模拟计算,分析火源功率、隧道断面形状两个因素对近火源区长度产生的影响。结果表明:隧道形状一定时,火源功率不断增大,烟气一维流动阶段起始点位置不断向后移动,近火源区长度不断增大。火源功率一定时,隧道断面高度不断增大,近火源区长度呈现逐渐减小的变化趋势;隧道断面宽度不断增大,近火源区呈现长度逐渐增大的变化趋势。根据模拟结果,明确了无量纲近火源区长度L*与无量纲火源功率Q*的1/3次方呈线性增长关系,建立了火源功率和隧道断面形状耦合作用下的近火源区长度预测模型。 展开更多
关键词 公路隧道 近火源区长度 火源功率 断面形状
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不同车门开闭状态下地铁车厢火灾特性研究 被引量：4
3
作者 姜学鹏 肖倪琪 路世昌 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第1期76-81,共6页
考虑地铁车窗受高温破碎的因素,利用FDS研究不同车门开闭状态下车厢火灾发展,对比热释放速率、温度、车窗破碎时间等。结果显示:车门开启数量对车厢火灾热释放速率的影响较大,最大热释放速率可达14.4 MW。在400℃和600℃的破碎温度下,... 考虑地铁车窗受高温破碎的因素,利用FDS研究不同车门开闭状态下车厢火灾发展,对比热释放速率、温度、车窗破碎时间等。结果显示:车门开启数量对车厢火灾热释放速率的影响较大,最大热释放速率可达14.4 MW。在400℃和600℃的破碎温度下,当车门开启数量大于3扇和4扇时,车厢火灾最大热释放速率下降。火灾发展初期,车门开启数量对车厢内温度分布影响不大,全面发展阶段时,车门开启会造成温度跳跃式增长。对于车厢火灾,不同车门开启状态会影响车窗破碎的顺序、位置及时间。当1号车门开启时,400℃工况下,火源两侧窗户破碎时间相比600℃工况最多提前1 066 s。 展开更多
关键词 地铁车厢火灾 车门启闭 车窗破碎 热释放速率 温度分布
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基于岩梁-块体理论的巷道软弱层直接顶板破坏形式研究 被引量：15
4
作者 陈虎 叶义成 +3 位作者 王其虎 胡南燕 刘冉 江慧敏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1447-1454,共8页
巷道软弱层直接顶板具有挠曲破坏、整体冒落和拱形冒落3种破坏形式,顶板厚度变化是影响其破坏形式的主要原因之一。对此,基于梁理论和块体理论,构建了顶板岩梁-块体力学模型,以揭示软弱层直接顶板破坏形式的变化规律。在此基础上,定义... 巷道软弱层直接顶板具有挠曲破坏、整体冒落和拱形冒落3种破坏形式,顶板厚度变化是影响其破坏形式的主要原因之一。对此,基于梁理论和块体理论,构建了顶板岩梁-块体力学模型,以揭示软弱层直接顶板破坏形式的变化规律。在此基础上,定义了挠曲破坏安全系数和剪切破坏安全系数,建立了顶板不同破坏形式的顶板临界厚度计算模型,以判定不同顶板厚度对应的顶板破坏形式。通过实例演算显示,随着顶板厚度的增加,顶板破坏形式由挠曲破坏逐渐变为整体冒落再变为拱形冒落。同时,当顶板厚度超过一定值时,冒落拱高度不再显著增加。基于相同的工程条件和力学参数,通过实例演算和数值模拟对比分析,计算得到演算工况下从挠曲破坏到整体冒落的顶板临界厚度均为0.14 m,从整体冒落到拱形冒落的顶板临界厚度为0.8m,结果具有一致性。表明应用顶板临界厚度计算模型能够有效地判定顶板破坏形式。该研究成果可为矿山巷道在软弱层直接顶板管控及支护方案设计提供理论参考。 展开更多
关键词 软弱层直接顶板 顶板厚度 岩梁-块体理论 破坏形式 临界值
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环氧树脂基脆性透明岩石相似材料配比试验研究 被引量：2
5
作者 胡南燕 黄建彬 +5 位作者 罗斌玉 李雪雪 陈敦熙 曾子懿 付晗 娄家豪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3471-3480,共10页
针对岩体内部裂隙的空间位置、发育程度、发展方向等无法直接观测的难题,使用透明材料制作相似模型是一个行之有效的方法。为了研究原料配比对透明岩石相似材料力学性质的影响规律,同时克服透明岩石相似材料常温下脆性度不够的缺陷,采... 针对岩体内部裂隙的空间位置、发育程度、发展方向等无法直接观测的难题,使用透明材料制作相似模型是一个行之有效的方法。为了研究原料配比对透明岩石相似材料力学性质的影响规律,同时克服透明岩石相似材料常温下脆性度不够的缺陷,采用环氧树脂作为骨料,改性酸酐作为固化剂,外加松香饱和溶液(rosin saturated solution,RSS)来调节脆性,提出了脆性透明岩石相似材料试样的制备方法。应用全面试验设计法,研究环氧树脂与酸酐质量比和RSS含量对透明岩石相似材料物理力学参数的影响规律。结果表明:常温下制备的透明岩石相似材料具有良好的脆性。其中RSS含量对材料密度、抗压强度、弹性模量、峰值应变、抗拉强度、黏聚力和内摩擦角有显著影响,而环氧树脂与酸酐质量比对材料密度有显著影响。材料的密度、抗压强度、弹性模量、峰值应变、黏聚力和内摩擦角随着RSS含量的增加不断降低,抗拉强度随着RSS含量的增加呈现先降低后增加的趋势。材料密度随着环氧树脂与酸酐质量比的增加呈现先增加后降低的趋势。基于多元线性回归分析建立了脆性透明岩体相似材料力学性能与环氧树脂与酸酐质量比和RSS含量间的经验公式,为脆性透明岩石相似材料配比提供借鉴参考。 展开更多
关键词 脆性透明岩石 相似材料 配比试验 力学特性 环氧树脂
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铁路隧道内列车发生火灾时通风临界时间的确定 被引量：3
6
作者 姜学鹏 张鹏 郭辉 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期101-106,共6页
采用数值模拟方法获得隧道纵向通风排烟模式下的可用安全疏散时间,并与采用Togawa经验公式计算的所需安全疏散时间进行对比,以此判断人员疏散安全性,分析确定通风临界时间。结果表明:隧道纵向通风排烟下,通风开始时间对人员疏散安全性... 采用数值模拟方法获得隧道纵向通风排烟模式下的可用安全疏散时间,并与采用Togawa经验公式计算的所需安全疏散时间进行对比,以此判断人员疏散安全性,分析确定通风临界时间。结果表明:隧道纵向通风排烟下,通风开始时间对人员疏散安全性影响显著。通风开始时间早于180s人员疏散不安全;当火源功率不大于15MW时,通风开始时间不早于180s即可保证人员安全疏散,而火源功率大于15MW时,通风开始时间不早于180s且不晚于240s才能保证人员安全疏散;当纵向通风风速大于3m·s^(-1)时,通风开始时间不早于180s即可保证人员安全疏散,而纵向通风风速不大于3m·s^(-1)时,通风开始时间不早于180s且不晚于300s才能保证人员安全疏散。综合得出铁路隧道内列车发生火灾时通风临界时间为180s。 展开更多
关键词 铁路隧道 列车火灾 通风排烟 通风临界时间 火灾救援
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水下铁路隧道V形坡对烟气竞争效应的影响 被引量：6
7
作者 姜学鹏 廖湘娟 景安 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期63-69,共7页
分析V形坡水下铁路隧道内火灾时烟气流动过程中受到的火风压和空气阻力,采用火灾动力学模拟软件对不同火源功率、不同隧道坡度下V形坡隧道内不同火源位置下烟气蔓延特性进行模拟,研究火源功率、V形坡坡度和火源位置对水下铁路隧道内烟... 分析V形坡水下铁路隧道内火灾时烟气流动过程中受到的火风压和空气阻力,采用火灾动力学模拟软件对不同火源功率、不同隧道坡度下V形坡隧道内不同火源位置下烟气蔓延特性进行模拟,研究火源功率、V形坡坡度和火源位置对水下铁路隧道内烟气竞争效应的影响。结果表明:V形坡隧道内的烟气从隧道近火源侧端口流出,空气从隧道另一侧端口进入,两侧坡度对烟气蔓延存在竞争效应;火源位于V形坡隧道左侧时,火源上游烟气层与隧道顶板平行,火源下游与变坡点间的烟气层与水平地面平行,当烟气经过隧道变坡点时烟气层不再与水平地面平行;在竞争效应的作用下,火源下游的烟气逆流长度随火源距变坡点距离的增大呈现出减小、然后保持不变、再略有增大3个阶段;随着隧道坡度的增大,烟气逆流长度逐渐缩短,稳定区的范围逐渐增大,而火源功率对烟气逆流长度的影响逐渐减弱。 展开更多
关键词 铁路隧道 V形坡 烟气竞争 火源位置 隧道坡度 烟气逆流长度
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基于小波变换理论的岩石节理面粗糙度分级表征 被引量：5
8
作者 元宙昊 叶义成 +1 位作者 罗斌玉 阎要锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2623-2642,共20页
岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基... 岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基于小波变换理论,提出了用于小波基优选的能-熵比准则,结合基于能量保持百分比及信号标准差定义的临界分解水平准则,形成了节理面形貌分解理论。然后,以节理面形貌分解理论为基础,以10条标准节理面粗糙度系数(JRC)曲线为对象,实现了标准曲线中一阶、二阶起伏体的准确分离。对一阶、二阶起伏体的统计参数(一阶导数均方根Z_(2)、节理面粗糙度指数R_(p)-1)进行了计算,分析了一阶、二阶起伏体统计参数之间的差异,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙度增加而出现局部凸起现象的原因,建立了节理面粗糙度的分级表征公式。最后,开展节理面剪切试验对粗糙度分级表征公式的可靠性进行验证。研究结果表明:①基于小波基优选准则确立的最优小波基coif5可实现节理面表面形貌的小波变换处理;②基于临界分解水平判别准则确立的第4分解水平适用于一阶、二阶起伏体的识别;③节理面中一阶、二阶起伏体的统计参数存在差异,二阶起伏体的统计参数普遍大于一阶起伏体的统计参数,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙程度的增加而出现局部凸起的主要原因是未考虑一阶、二阶起伏体的形貌贡献差异;④基于粗糙度分级表征公式得出的节理面粗糙度系数与节理试样剪切试验结果的反算值吻合,且准确度比未分级的表征公式要好,表明粗糙度分级表征公式是合理的。 展开更多
关键词 小波变换 粗糙度分解 节理面粗糙度系数(JRC) 分级表征 统计参数
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