杭州体育馆索网结构防火安全性研究

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作者 陈茗 林鸿达 +1 位作者 王晓春 吴珂 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第2期256-261,共6页

针对杭州体育馆索网结构火灾温度敏感性高、防腐层存在引燃风险的问题,本文综合考虑火源位置、火灾荷载、自动喷水灭火系统与排烟系统有效性等因素确定火灾场景,通过FDS获取能反映大空间特征的火灾升温曲线,计算最不利场景下的构件温升... 针对杭州体育馆索网结构火灾温度敏感性高、防腐层存在引燃风险的问题,本文综合考虑火源位置、火灾荷载、自动喷水灭火系统与排烟系统有效性等因素确定火灾场景,通过FDS获取能反映大空间特征的火灾升温曲线,计算最不利场景下的构件温升,采用ANSYS结合热重试验分析索网结构的防火安全性。研究表明,由于吊顶对火羽流与高温烟气的阻挡,体育馆的最不利火源位置为中央吊顶边缘正下方,索网结构最高温度可达193℃,与场地中央火灾相比,承重索与拉杆的最高温度分别增加约119%与53%。杭州体育馆索网防腐层的引燃温度为244℃,被引燃的风险较低。索网结构构件在最不利荷载组合作用下的承载力与临界温度、结构整体稳定性和跨中最大竖向挠度均满足现行的抗火性能要求。研究结果可为大空间索网结构的抗火设计提供参考。 展开更多

关键词 体育馆 索网结构 防腐层 引燃风险 抗火性能

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隧道火灾临界风速模型的差异与适用性分析

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作者 孙峰 李江栋 +1 位作者 王小飞 吴珂 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第9期1272-1277,共6页

临界风速是纵向通风隧道防排烟设计的重要指标,目前广泛采用的临界风速模型分为临界弗洛德数模型(世界道路协会PIARC推荐)和分段函数模型(美国消防协会NFPA推荐)两类,但两种公式的计算结果差异显著,给隧道防火设计造成了困扰。本文分析... 临界风速是纵向通风隧道防排烟设计的重要指标,目前广泛采用的临界风速模型分为临界弗洛德数模型(世界道路协会PIARC推荐)和分段函数模型(美国消防协会NFPA推荐)两类,但两种公式的计算结果差异显著,给隧道防火设计造成了困扰。本文分析了PIARC公式和NFPA公式在不同火源功率、隧道宽度、隧道高度下计算临界风速的差异及成因,同时结合隧道火灾全尺寸试验、数值模拟对比了两种公式计算结果的控烟效果,并与已有的全尺寸和比尺模型试验数据比较论证了两公式的适用性。结果表明,受临界弗洛德数取值和均匀混合假定的制约,PIARC公式无法准确反映临界风速随火源功率的变化规律,公式计算结果明显偏小,且误差随着宽高比的增大而增大;而NFPA公式更加全面地考虑了火羽流状态与隧道断面尺寸之间的相对关系对临界风速的影响,计算结果具有更好的烟气控制效果,且与试验数据更为吻合;NFPA公式可以适用于大部分隧道断面和火源功率条件下的临界风速计算,而PIARC公式仅适用于断面宽高比较小(AR≤1)和火源功率较大(HRR≥15MW)时的临界风速计算。 展开更多

关键词 隧道火灾 纵向通风 临界风速 全尺寸试验 数值模拟 适用性

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粉砂-钢界面剪切特性试验研究

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作者 李亦泽 沈侃敏 +1 位作者 芮圣洁 张士泓 《地基处理》 2024年第4期328-336,403,共10页

目前已大量开展桩身与砂土、黏土地层剪切作用的相关研究,但对于粉砂层与钢桩的界面特性研究亟待开展。为探究粉砂-钢界面摩擦角的影响及打桩过程对界面摩擦角的影响,通过大型界面环剪仪开展了一系列单向及双向非等幅循环剪切试验,并将... 目前已大量开展桩身与砂土、黏土地层剪切作用的相关研究,但对于粉砂层与钢桩的界面特性研究亟待开展。为探究粉砂-钢界面摩擦角的影响及打桩过程对界面摩擦角的影响,通过大型界面环剪仪开展了一系列单向及双向非等幅循环剪切试验,并将试验结果与典型砂-钢界面剪切结果进行了对比。单向试验结果表明:界面摩擦角与初始法向应力呈负相关,但影响不显著,与密实度呈正相关并且影响稍显著,上述影响效果与砂-钢界面剪切试验一致;摩擦角峰值与粉砂中砂粒含量呈负相关,并且影响更为敏感;在考虑打桩路径的非等幅循环剪切试验中,发现双向剪切时界面摩擦角较单向剪切显著增大,并且当正反方向剪切幅值比固定时,改变剪切幅值将对界面摩擦角产生较大影响。本文研究厘清了相关因素对粉砂-钢界面摩擦角的影响特性,可为含粉砂层的桩基施工及设计提供必要参考。 展开更多

关键词 粉砂 钢表面 界面剪切 界面摩擦角 打桩路径 环剪仪

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软土地铁深基坑倒塌分析 被引量：30

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作者 王立忠 刘亚竞 +1 位作者 龙凡 洪义 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1603-1611,共9页

随着地下轨道交通的建设,沿海城市建筑密集区出现了大量狭长型软土深基坑,基坑开挖导致的灾变情况时有发生,最为著名的如新加坡地铁环线Nicoll highway(2004)基坑倒塌与杭州湘湖地铁基坑倒塌(2008),造成重大人员伤亡。传统的极限平衡法... 随着地下轨道交通的建设,沿海城市建筑密集区出现了大量狭长型软土深基坑,基坑开挖导致的灾变情况时有发生,最为著名的如新加坡地铁环线Nicoll highway(2004)基坑倒塌与杭州湘湖地铁基坑倒塌(2008),造成重大人员伤亡。传统的极限平衡法设计方法将抗隆起安全度(FOS)与支护侧移分别独立考虑,且不能考虑基坑开挖宽度的影响,而有限元强度折减法则存在计算稳定性判断准则、本构关系选择及参数确定等难题。笔者于2014年修改了剑桥大学Bolton课题组提出的强度发挥度设计法(MSD)中的余弦曲线,提出了基于偏态高斯曲线机动场的MMSD上限分析法,成功用于软土宽基坑稳定的分析;随后于2018年采用MMSD方法成功分析软土狭长型基坑支护土体的变形。进一步采用MMSD方法对新加坡Nicoll highway基坑和杭州湘湖基坑两个狭长型基坑倒塌案例进行分析,并与实测值、极限平衡法(包括规范法、Hsieh等的方法、Su等的方法)和有限元法预测结果进行了比较。结果表明MMSD法基于狭长深窄基坑相适应的机动场,采用实测土体应力应变关系且能考虑土体不排水强度各向异性,可以更准确地预测倒塌发生机制。 展开更多

关键词 MMSD法 软土 窄基坑 倒塌 变形

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LED色温对隧道暗适应过程视觉功效的影响 被引量：4

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作者 康诚 李文辉 +3 位作者 王朝晖 李石坚 黄志义 吴珂 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期117-123,共7页

采用视觉功效试验,研究隧道暗适应过程中LED光源色温对瞳孔直径、瞳孔面积变化率和反应时间的影响。结果表明:人眼暗适应过程分为初期和中后期两个阶段,前者时长约2 s,瞳孔面积变化率频繁超过70%,眨眼频率高达1.7次/s;后者时长约20 s,... 采用视觉功效试验,研究隧道暗适应过程中LED光源色温对瞳孔直径、瞳孔面积变化率和反应时间的影响。结果表明:人眼暗适应过程分为初期和中后期两个阶段,前者时长约2 s,瞳孔面积变化率频繁超过70%,眨眼频率高达1.7次/s;后者时长约20 s,瞳孔面积变化率在±4%,眨眼频率恢复到正常水平。在暗适应初期,LED光源色温越高,人眼瞳孔面积越小,视觉负荷更低,反应更快;而中间色温LED光源更有利于提升暗适应中后期的视觉功效。据此,提出隧道入口段和过渡段的LED光源色温推荐值。 展开更多

关键词 LED 色温 暗适应过程 视觉功效 眼动特征

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基于CEL的灵敏性黏土斜坡渐进破坏数值模拟研究 被引量：1

6

作者 沈佳轶 陈前 +1 位作者 库猛 王立忠 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2297-2303,I0029,F0004,共9页

为了揭示灵敏性黏土斜坡渐进破坏机理,以加拿大Saint-Jude滑坡为研究案例,采用耦合欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)框架下的欧拉方法,开展灵敏性黏土斜坡渐进破坏数值模拟研究。研究结果表明:CEL数值模拟得到的Saint-J... 为了揭示灵敏性黏土斜坡渐进破坏机理,以加拿大Saint-Jude滑坡为研究案例,采用耦合欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)框架下的欧拉方法,开展灵敏性黏土斜坡渐进破坏数值模拟研究。研究结果表明:CEL数值模拟得到的Saint-Jude滑坡地形与现场勘测滑坡地形基本一致;CEL数值模拟方法可以有效地模拟灵敏性黏土斜坡从初始失稳破坏到后续渐进破坏的全过程,真实还原Saint-Jude滑坡的渐进破坏模式;CEL数值模拟方法有效地模拟灵敏性黏土斜坡渐进破坏过程中剪应力的演化特征,从而揭示灵敏性黏土斜坡渐进破坏机理。 展开更多

关键词 灵敏性黏土 应变软化 Saint-Jude滑坡 渐进破坏 CEL数值分析

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基于剪切带扩展法的海底斜坡稳定性分析

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作者 沈佳轶 库猛 王立忠 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1299-1307,共9页

简介剪切带扩展法(SBP)的原理及其在海底滑坡稳定性分析的应用;以舟山六横岛典型海底斜坡为分析案例,开展基于高斯函数的SBP和极限平衡法(LEM)斜坡稳定性对比分析研究;进行SBP输入参数对剪切带扩展系数R的敏感度分析.研究结果显示,对于... 简介剪切带扩展法(SBP)的原理及其在海底滑坡稳定性分析的应用;以舟山六横岛典型海底斜坡为分析案例,开展基于高斯函数的SBP和极限平衡法(LEM)斜坡稳定性对比分析研究;进行SBP输入参数对剪切带扩展系数R的敏感度分析.研究结果显示,对于斜坡剪切带破坏长度,当剪切带扩展系数R不大于1时,LEM与SBP得到的滑坡滑裂面区域一致,当R大于1时,SBP计算得到的最终滑动区域比LEM计算得到的区域大;在斜坡发生滑动破坏区域SBP比LEM计算得到的安全系数低;地震影响因素和土体特征位移对R的影响较大. 展开更多

关键词 海底滑坡 稳定性分析 剪切带扩展法(SBP) 敏感度分析

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南海钙质砂宏细观破碎力学特性 被引量：44

8

作者 汪轶群 洪义 +1 位作者 国振 王立忠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期199-206,215,共9页

针对取自我国南部某海域的钙质砂样本,做了以下两方面工作:一是通过电子显微镜获取了钙质砂颗粒的几何投影图像,利用图像处理技术对图形进行黑白二值化处理,获取单元颗粒形状轮廓边界,使用圆度和粗糙度2个参数对钙质砂的颗粒形状进行定... 针对取自我国南部某海域的钙质砂样本,做了以下两方面工作:一是通过电子显微镜获取了钙质砂颗粒的几何投影图像,利用图像处理技术对图形进行黑白二值化处理,获取单元颗粒形状轮廓边界,使用圆度和粗糙度2个参数对钙质砂的颗粒形状进行定义和量化。二是通过不同围压下的三轴固结排水剪切试验及试验前后的颗分测量对比,研究了颗粒破碎对钙质砂的变形、强度、能量耗散等特性的影响。研究表明,大粒径钙质砂(粒径大于2.0 mm)和小粒径钙质砂(粒径小于0.5 mm)形态比较接近圆形、颗粒表面相对光滑;相比而言,中间粒径(粒径介于0.5~2.0 mm之间)钙质砂形状较不规则,表面棱角较多。钙质砂在三轴排水剪切过程中发生颗粒破碎,试样向着级配均匀的方向发展。随着初始围压的增大,颗粒破碎程度加大,土样整体剪胀趋势减小,而破碎引起的能量耗散增加。而在高围压(初始围压为600 k Pa)剪切过程中,仅考虑摩擦耗散,以及同时考虑摩擦、体积耗散两种情况下,计算得到的最大颗粒破碎耗散分别可达土样总输入塑性功的25%和18%。 展开更多

关键词 钙质砂 三轴试验 颗粒破碎 剪胀 能量耗散

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升温速率对沥青燃烧和气态产物释放特性的影响 被引量：3

9

作者 朱凯 王云鹤 +3 位作者 秦雪薇 黄亚东 王强 吴珂 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1805-1811,共7页

采用热重-傅里叶变换红外光谱联用实验分析不同升温速率下沥青燃烧的失重过程,得到沥青燃烧过程中气态产物的析出规律,并利用Kissinger法计算沥青燃烧的动力学参数,为揭示火灾中沥青的燃烧机理和指导阻燃抑烟沥青设计提供重要的理论依据... 采用热重-傅里叶变换红外光谱联用实验分析不同升温速率下沥青燃烧的失重过程,得到沥青燃烧过程中气态产物的析出规律,并利用Kissinger法计算沥青燃烧的动力学参数,为揭示火灾中沥青的燃烧机理和指导阻燃抑烟沥青设计提供重要的理论依据.结果表明,沥青燃烧过程主要包括有氧热解和重质组分燃烧2个阶段,且两阶段的反应机理不同.沥青有氧热解阶段包含3个失重峰,分别对应饱和分、芳香分和胶质的热解,3种成分燃烧的活化能依次增大;随着升温速率的增大,3个失重峰出现重叠,最大失重速率明显增加,气态产物的红外光谱吸收峰强度逐渐增强.重质组分燃烧阶段的活化能相比胶质有氧热解更低,最大失重速率及红外光谱吸收峰强度随升温速率变化不大. 展开更多

关键词 升温速率 热重-傅里叶变换红外光谱 反应动力学 有氧热解 重质组分燃烧

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跨海大桥钢箱梁温度场特性分析及降温措施研究 被引量：2

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作者 章李刚 陈仲江 +2 位作者 吴博 吴珂 朱凯 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期9-14,共6页

为认识和防控温度变化对跨海大桥钢箱梁的影响,通过有限元模拟和现场实测,研究了钢箱梁内部空间空气温度场的时序变化特性;总结了夏季高温条件下的降温措施。结果表明:与无沥青路面相比,有沥青路面的钢箱梁在升温阶段内部空气温度明显更... 为认识和防控温度变化对跨海大桥钢箱梁的影响,通过有限元模拟和现场实测,研究了钢箱梁内部空间空气温度场的时序变化特性;总结了夏季高温条件下的降温措施。结果表明:与无沥青路面相比,有沥青路面的钢箱梁在升温阶段内部空气温度明显更低,甚至低于外界气温,内部空气温度极值出现得更晚且降温更缓慢;靠近顶板的钢箱梁断面竖向温度变化迅速,其余位置温度变化平缓,整个温度梯度可用指数函数和一次函数描述;在钢箱梁内部空气温度较高时,可采用“个体防护+移动式冷风机降温”的综合降温措施。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢箱梁 温度场 降温措施

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钢箱梁内敷电缆火灾烟气蔓延与温度分布特征 被引量：1

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作者 章李刚 杨继平 +3 位作者 宗笑羽 陈小峰 朱凯 吴珂 《科技通报》 2023年第11期95-102,共8页

为揭示隔板对钢箱梁狭长空间的火灾烟气蔓延特征及温度分布的影响,本文采用FDS(fire dynamics simulator)计算,研究不同横隔板间隔的烟流运动行为,探讨横隔板间隔大小对钢箱梁火灾特性影响。结果表明:钢箱梁内部横、纵隔板交错,导致腔... 为揭示隔板对钢箱梁狭长空间的火灾烟气蔓延特征及温度分布的影响,本文采用FDS(fire dynamics simulator)计算,研究不同横隔板间隔的烟流运动行为,探讨横隔板间隔大小对钢箱梁火灾特性影响。结果表明:钢箱梁内部横、纵隔板交错,导致腔室存在显著的蓄烟效应,钢箱梁内的烟气运动呈横向、纵向分步填充特性,横隔板的间隔越小,烟气纵向蔓延填充的速度越慢,相比无横隔板时,有横隔板可使蔓延填充时长增加4.6倍以上;钢箱梁内高温烟气主要集中在起火腔室,经横、纵隔板阻隔后均有大幅下降,相邻腔室的最高温对比起火腔室均下降49%以上,起火腔室烟气最高温度随横隔板间隔增大而逐渐下降,但相应的高温烟气影响范围逐渐变大;通过完善狭长多腔室通风因子和钢结构有效传热系数构建了修正的McCaffrey公式,有效提升了横隔板间隔2~6 m范围内的钢箱梁内敷电缆火灾顶棚烟气最高温度的预测精度。研究成果可为钢箱梁内敷电缆的火灾防控设计提供参考。 展开更多

关键词 钢箱梁 腔室火灾 烟气蔓延 温度分布 最高温预测

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高层建筑凹型外立面火灾蔓延特性研究 被引量：1

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作者 王甘雨 黄琼 +1 位作者 卢莎 吴珂 《低温建筑技术》 2022年第12期55-60,共6页

文中针对高层建筑设计中广泛应用的凹型外立面,采用FDS火灾动力学模型对火灾蔓延特性展开数值模拟研究,分析了不同结构因子下外立面温度场分布以及火灾危险性的影响,进一步揭示了火灾蔓延控制机制。结果表明火灾烟气沿凹型外立面的快速... 文中针对高层建筑设计中广泛应用的凹型外立面,采用FDS火灾动力学模型对火灾蔓延特性展开数值模拟研究,分析了不同结构因子下外立面温度场分布以及火灾危险性的影响,进一步揭示了火灾蔓延控制机制。结果表明火灾烟气沿凹型外立面的快速蔓延是由凹槽宽度和进深共同决定的,并对凹槽结构参数做出一定要求,从而为高层建筑外立面火灾烟气防控提供参考依据。 展开更多

关键词 高层建筑 凹型外立面 烟囱效应 结构因子

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射流风机作用下分散排放隧道通风特性研究

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作者 吴凯杰 陈小峰 +1 位作者 林国军 吴珂 《科技通报》 2022年第7期79-87,共9页

为分析射流风机作用下分散排放隧道的通风特性,解决交通阻滞时隧道内外污染物控制问题,采用计算流体力学(CFD)方法对分散排放隧道内外气流运动进行数值模拟。结果表明:对于单组阵列风口而言,顶部自然风口和射流风机的位置关系决定了风口... 为分析射流风机作用下分散排放隧道的通风特性,解决交通阻滞时隧道内外污染物控制问题,采用计算流体力学(CFD)方法对分散排放隧道内外气流运动进行数值模拟。结果表明:对于单组阵列风口而言,顶部自然风口和射流风机的位置关系决定了风口的3种基本通风模式。当多组阵列风口和射流风机组合布设时,各组风口的通风模式还受到风机和风口相对距离的影响。此外,当阵列顶部自然风口位于风机之间且上游风机数量大于下游时,隧道内平均CO浓度最低且可实现较好的污染物分流。 展开更多

关键词 分散排放隧道 CFD 射流风机 通风模式 污染物控制

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