基于CFD模拟分析的城市综合管廊火灾特性研究

城市综合管廊也就是通常所指的城市共同沟,是在地下建造的一个隧道空间,将多种市政管线集于一体.作为21世纪新型城市市政基础设施建设的重要标志之一,城市综合管廊已被越来越多的城市采用.城市综合管廊作为不经常下人的管道,一旦发生火灾事故,通常不会造成人员伤亡,但是火灾造成的高温和烟气会沿着管沟迅速蔓延,且因为该类管廊位于地下,发生火灾时不易被发现,火灾危险性较大.     

地下城市综合管廊的抗火构造与消防设计

综合管廊作为现代化城市的基础设施,能够从根本上解决管线埋设或架立引起的挖掘道路、影响交通、破坏景观等问题。提高道路和公用管线的管理水平,有效利用地下空间,提高防灾能力,是现代化都市的必然要求。本文从管廊的构造、抗火设计要求、管线布置、消防系统等方面出发,对地下城市综合管廊的设计提出了一些具体的建议。     

城市地下大空间防灾中的几个重点问题

随着城市浅层地下空间使用日趋饱和,深层地下空间成为了新的发展方向,而开发技术和工艺的进步,也使建设深层和大型地下空间具备了可行性。大型地下空间可能发生的灾害类型与普通地下空间大致相同,但因其"深、大"的特点,灾害特性有很大不同,造成的后果也更为严重,需要根据地下大空间的特点针对性地进行防灾设计和管理。该文对地下大空间运营阶段的防火、防洪、防震及人防等问题,初步建立了一个综合评估的体系。为了提高评估的效率,在各评估分项中挑选了几个关键问题作为控制项指标,作为对地下大空间进行综合防灾评估的前提条件,并对这些控制性指标进行分析和讨论。     

不同截面形式城市综合管廊火灾结构损伤数值模拟

采用当前方法对火灾下城市综合管廊结构损伤进行数值模拟时，得到模拟结果与实际结果之间的误差较大，存在模拟精准度低的问题，为此该文提出不同截面形式城市综合管廊火灾结构损伤数值模拟方法。首先构建城市综合管廊结构的土体弹塑性本构模型，然后对城市综合管廊结构进行静力分析，同时采用FDS火灾模拟软件在土体弹塑性本构模型的基础上通过网格划分、设定初始条件及边界条件，构建城市综合管廊结构有限元模型，最后通过构建的有限元模型对火灾下不同截面形式的城市综合管廊结构损伤进行数值模拟。实验结果表明，火灾温度梯度在结构径向中较大，城市综合管廊火灾结构在火灾下的损伤数值可控制在一定范围内的，所提方法的模拟精准度较高。     

间歇或连续运行下能源管廊热力响应特性现场试验∗

能源管廊作为能源地下结构的重要形式之一，不仅可以经济高效地提取浅层地温能，而且可以调控地下综合管廊温度、降低运维成本。依托南京雨花台区软件谷杆线迁移地下综合管廊工程，在管廊的底板、侧板及顶板内埋设换热管形成能源管廊，实测换热系统进/出口水温、底板温度及热致应力等变化规律，探讨间歇或连续运行模式下，能源管廊系统运行过程中的换热效率及管廊结构热力响应性能。研究结果表明，与连续运行模式相比，间歇(12 h)运行模式下能源管廊换热效率基本不变、管廊结构热致应力可以减少约 50%；间歇(12 h)或连续运行模式下，换热效率分别为 83.6和 82.5 W/m2 ，底板热致应力分别为 0.63和 1.17 MPa；邻近管廊段产生 0.22 MPa的压应力。     

综合探测技术在公路隧道泥涌灾害治理中的应用

以常吉高速公路小劈流隧道泥涌灾害为例,在综合分析隧道的工程地质情况和泥涌灾害特点基础上,详细探讨了综合探测技术在泥涌灾害治理灾害发生后的探测不良地质灾害超前探测、以及灾害治理后效果检测与评估中的应用。采用TSP 203系统探测的结果与在灾害发生后的地表塌陷处和地面开裂处充电探测结果具有良好的一致性,进而可以准确的圈定泥涌灾害的规模与成因;在该类隧道不良地质体的超前探测中,结合工程地质资料,TSP 203可以较为准确的探测掌子面前方的破碎带、断层、软弱夹层;同时,采用地质雷达方法可以对泥涌灾害处理后的效果进行监测与评价。工程实践表明,综合探测技术手段对于探测不良地质灾害体,指导泥涌灾害预报,检测与评价地质灾害工程处置效果,以及指导隧道施工都具有重要的工程应用价值和现实意义。     

城市人为灾害及防治对策

本文针对当代城市人为灾害日渐频繁，严重威胁人类的身心及生命财产安全，阻碍城市社会中持续发状，系统论述了城市人为灾害的内容，特点，及其危害，并在此基础上提出了防治对策。     

近似Rayleigh地震波作用下地下综合管廊响应分析

地下综合管廊是一种重要的生命线基础设施,目前对其抗震性能的研究还处于起步阶段。由于属于浅埋地下结构,故地震波中的面波、尤其是Rayleigh波可能会成为地下综合管廊破坏的控制因素。本文根据简谐Rayleigh波的特点,提出了近似Rayleigh地震波的概念,并在假定已知Rayleigh波水平分量的情况下,利用傅里叶变换求得近似Rayleigh地震波场。采用三维有限元模型,对地下管廊结构进行了地震响应分析。分析结果表明:本文建议方法可以有效地模拟波动的传播过程;地下综合管廊结构的变形以整体弯曲变形为主;结构顶面应变约为对应底面位置应变的两倍,与Rayleigh波沿深度衰减的规律相类似。     

鲁豫交界区地质灾害研究

分析了发生在鲁豫交界区的地面塌陷、地裂缝等地质灾害现象的时空分布特征，对其成因类型进行了研究，认为灾害的发生主要取决于当地的水文地质条件及人为活动，此外还就灾害防御问题提出几点建议。     

燃气爆炸作用下地下综合管廊动力响应模拟

针对地下综合管廊结构的抗爆性能,依托某工程实例,建立综合管廊结构在燃气爆炸荷载作用下的三维有限元模型,确定燃气爆炸荷载曲线及其在地下管廊上的加载方式,分析了地下管廊在燃气爆炸荷载作用下的动力响应,讨论了燃气爆炸荷载峰值、持时等主要参数对地下管廊衬砌动力破坏特征的影响。结果表明,燃气爆炸荷载作用下,管廊衬砌的损伤破坏具有局部性和弱传递性;当超压峰值小于0.2 MPa,管廊损伤程度不大;随燃气爆炸荷载峰值的增大,管廊衬砌的损伤程度逐渐加重,达到0.7 MPa时,即便较短持时,燃气室也将出现明显破坏;随燃气爆炸荷载持时的增大,管廊结构损伤破坏加重;相同冲量时,荷载达到峰值时间越短,管廊衬砌的损坏范围和损伤程度越大。     

浅谈城市地下空间应急管理

城市地下空间,一定程度上缓解了地面资源的匮乏,为人们躲避战争与灾害的威胁带来了安全感,其平战结合科学、合理的开发利用,也给社会创造了财富。然而,近年来发生在地下空间的事故灾难却给我们的应急管理工作敲响了警钟。如何加强城市地下空间的应急管理,减少地下空间事故灾害的发生,降低地下空间事故灾害对人员的伤害、财产的损失等问题,值得我们深入的思考。     

试论环境灾害的基本概念与主要类型

通过对国内外环境灾害研究现状的分析,综述了环境灾害的基本概念和类型划分.在此基础上,从灾害构成的三要素出发,认为所有灾害都产生于自然环境和人文环境之中.因此,若按孕灾环境来对灾害进行分类,环境灾害只可以分为自然环境灾害和人文环境灾害两大类,也即我们通常所称的自然灾害和人为(人文)灾害.据此,环境灾害就等同于灾害,它包括了自然灾害和人为灾害.环境灾害是灾害学的研究领域,直接关系到人类生命与财产的安全,而环境污染和环境问题是环境科学的研究范畴,主要只影响到人类的身体健康.环境污染是环境问题的一种,环境灾害与环境污染和环境问题具有不同的内涵,有着明显的区别.     

地铁振动作用下上部正交综合管廊动力响应试验研究∗

为揭示地铁振动荷载作用下上部正交管廊的动力响应规律,采用缩尺物理模型试验的方法,利用激振电机模拟地铁列车运行时产生的振动荷载,研究地铁隧道?黄土地基?综合管廊传播路径下地铁运行振动的传播规律及管廊结构的动态响应特征。试验结果表明：地铁运行产生的振动由隧道顶部向上部土体传播的过程中表现出先骤减后缓慢减小的规律,加速度响应主要集中于隧道上部 40 cm（原型 4 m）区间,动态土压力则在隧道顶与其上部管廊垂直间距 80 cm（原型 8 m）全段均有较明显的响应。上部正交综合管廊顶、侧、底板与周围土体的动态接触压力响应明显,并且在相同振动荷载作用下表现出相对稳定的比例关系。随着地铁振动荷载的增强,上部正交管廊的结构加速度响应逐步增强,而管廊结构与周围土体的动态接触土压力增长幅度更为显著。     

公路隧道坍塌灾害治理效果的GPR检测技术

以湖南省常吉高速公路度龙田隧道ZK 207+300~255坍塌地质灾害为例,详细地探讨了检测坍塌灾害治理效果的高精度地质雷达(GPR)检测技术。在综合分析和研究隧道坍塌灾害的基本情况及灾害治理措施的基础上,结合现场施工记录,采用GPR检测技术,准确地查清了塌方处理中注浆饱满度情况,检查了塌腔内是否仍存在危害隧道安全的空洞或松散体;同时,对塌方地段加密设置的钢拱架数量与间距也进行了准确的检测和判定。工程实践表明:结合隧道坍塌灾害相关资料及现场调查,GPR可以无损、快速、准确地检测隧道地质灾害治理效果和整治质量,为准确评价地质灾害治理效果提供科学依据,这对于减少工程隐患、确保工程质量、指导隧道施工具有重要的工程应用价值。     

城市暴雨灾害的影响程度及对策研究——以长沙市为例

通过对近年暴雨资料、城市建成区平均高程数据和城市排水管网资料的考察,以及对城市暴雨灾害危险性、脆弱性、暴露性的分析,制定了适用于长沙市的暴雨灾害风险评估方法。利用该方法对长沙市现有建成区798个地块的暴雨灾害风险进行了评估,将其分为高风险区、中风险区、低风险区3个类别。在此基础上,总结了长沙市暴雨灾害风险区的分布规律,并提出了一系列对策措施,包括更新城市排水管网、建设地下集水库、建立雨水自排系统和建设紧急排涝系统等。     

中国城市综合灾害风险管理现状与对策

世界性城市灾害的加剧已成为城市化进程中的一大障碍，它也是城市化过程的产物。如何协调城市化过程与城市综合灾害风险管理，已成为当今世界、特别是像中国这样的发展中国家可持续发展的一大难题。在综述了中国城市灾害及其风险管理现状的基础上，通过对其薄弱环节的综合分析，依据作者提出的综合灾害风险管理模式，就中国城市综合灾害风险管理对策提出了3条政策建议：即完善城市灾害风险管理的信息保障机制，特别是灾害预警体系、信息共享体系和信息公开机制；加强城市综合减灾能力的建设，特别是明确城市建设中减灾工程与非工程设施投入的固定比例，完善减灾教育宣传体系和综合灾害应急响应的科技平台体系；建立城市综合灾害风险管理范式，特别是高度重视城市规划中综合减灾规划的改进和完善，加快拓展城市企业灾害保险与再保险和发展适应城市灾害风险的“安全社区”范式。     

陕西关中地区城市灾害评价

本文在详细分析关中地区六个大中城市的主要自然灾害和城市地质灾害的基础上，分别评价了各种灾害造成的经济损失，各个城市的灾害危险性、易损性和抗灾能力，并结合防灾对策对城市进行了综合分类。     

越江电力地下综合管廊结构横向抗震性能研究∗

针对越江气体绝缘输电线路(GIL)综合管廊结构的特殊性,考虑内部混凝土支架与盾构隧道的动力相互作用,以及盾构隧道穿越地层的不同,建立了土?管廊结构非线性动力相互作用的整体计算分析模型,从结构变形、盾构管片张开量、结构地震损伤等方面详细分析了越江 GIL 综合管廊结构的抗震性能。结果表明：越江 GIL 管廊结构内部混凝土支架结构明显要先于外部盾构隧道发生地震损伤;当 GIL 管廊结构穿越相对较软土层时的地震损伤明显加重;受制于内部混凝土支架的约束作用,盾构隧道的下部管片张开量明显小于上部管片计算值,同时外侧残余张开量要明显大于管片内侧残余张开量。     

城市衍生污染灾害分析及防治管理对策

城市是由多个系统组成的复杂的有机体，在城市化高速发展的今天，不少灾害已经威胁着城市的生存和发展。阐述了城市建设所带来的人为的衍生污染灾害现状，并从城市管理的角度简单剖析了我国城市衍生污染灾害产生的原因，在此基础上，提出了相应的管理对策。     

我国城市减灾管理综合评价指标体系的研究

城市减灾管理的综合评价问题是关系到提高城市减灾管理水平的重要前提之一。本文从系统科学的观点出发,在探讨城市减灾管理与城市灾害环境及社会经济发展状况之间关系的基础上,提出了建立我国城市减灾管理综合评价体系的总体思路,并在此基础上,运用模糊数学的方法建立了相应的综合评价模型。