分岔隧道火灾烟气流动特性研究*

李智胜，蒋浩锴，高云骥，靳开颜，张玉春，李 涛

(西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 610031)

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随着经济的快速发展及社会需求的不断增加，我国城市基础建设规模逐年增大。截止到2019年底，我国公路隧道19 067处，全长1 896.66万m[1]。然而，由于隧道结构的狭长性及密闭性限制灭火和救援的机动性，且隧道火灾可能产生高温和有毒有害气体，严重威胁着隧道结构及人员生命安全。因此，近年来隧道火灾烟气流动特性备受国内外学者关注。

研究隧道顶棚温度分布规律作为研究烟气流动特性的重要手段已被广泛应用。顶棚最大温度是隧道火灾研究中的重要内容之一，有关研究表明大规模隧道火灾可能导致顶棚温度超过1 350 ℃[2]。Alpert[3]基于大尺寸非受限室内火灾实验，提出顶棚射流最大烟气温升预测模型，然而该模型仅适用于火源与侧壁间距大于1.8倍顶棚高度的火灾场景；Kurioka等[4]建立纵向通风条件下最大烟气温升经验模型，然而该模型不适用于风速趋近于0的条件；Li等[5]根据能量守恒及火羽流理论，提出顶棚下最大烟气温升预测模型，该模型准确性已被众多学者所证实。纵向温度分布是隧道火灾中另一重要研究内容，其可反映顶棚下方烟气的流动特性。Delichatsios[6]以竖直顶梁结构火灾为研究对象，提出顶棚下烟气温度纵向衰减经验模型。近年来，Hu等[7]基于全尺寸实验及理论分析，建立隧道火灾烟气单指数温度纵向衰减预测模型；Gong等[8]通过考虑热平衡方程，提出双指数温度纵向衰减预测模型。……