隧道内通风及障碍物对甲醇蒸气扩散的影响分析

为了研究环境条件对甲醇蒸气扩散以及危险区域的影响,应用CFD方法对隧道内甲醇蒸气的扩散进行模拟。结果表明:隧道内通风能够避免泄露区域产生蒸气积聚;障碍物位于泄漏源的上风向时,通过障碍物的紊乱风流携带作用较强,使甲醇蒸气在下游空间的分布更广,形成的危险区域也较大;障碍物较多时,隧道内的流场紊乱程度较大,气流的携带作用和障碍物间的蒸气积聚作用较强,导致蒸气分布范围广且规律性差;在通风与障碍物的综合影响作用下,甲醇蒸气扩散和分布主要集中于隧道的中下部,上部稳定的气流使蒸气不易产生积聚。     

特长TBM施工隧道环境粉尘安全控制研究

采用双洞单线设计方案的中天山隧道长约22.5 km,施工通风采用独头通风方案,其进口TBM施工段的长度达到13.8 km,创下国内TBM独头施工通风长度新高。此外,TBM的掘进中将产生大量的粉尘对隧道的安全施工造成重大影响,超长距离的施工通风能否提供足够的风量来净化作业环境中的粉尘相关的研究非常必要。于是对中天山隧道施工环境中的粉尘含量进行了数值模拟和现场测试,期望得出施工环境中粉尘的分布规律以更好地指导隧道安全、高效的施工。     

基于Vague集的隧道施工安全管理脆弱性评价

为了客观地查找并量化隧道施工安全管理系统的脆弱点及管控要点,本文以系统脆弱性的3个特征要素,即暴露性、敏感性和适应性为二级指标,以隧道施工安全管理系统脆弱性的8项直接影响因素为三级指标,构建系统脆弱性评价体系。提出基于区间数互反判断矩阵与Vague集理论的隧道施工安全管理系统脆弱性评价模型,该模型使用区间数描述指标之间的相对重要程度,以模糊信息对系统脆弱性进行量化评价。通过山西吕梁某隧道施工项目,验证该模型的有效性,结果表明,该模型能够实现对系统脆弱性、特征要素以及各关键指标的量化评价。     

铁路接触网安全性评价方法及工程应用

地下工程穿越既有接触网时会对接触网系统的安全性产生较大影响,基于铁路接触网的设计标准和规范要求,提出一种接触网安全性的评价方法,其中包括计算工况选取、接触网位移分析、支柱负载分析及参数检算4部分。结合北京地铁某区间盾构隧道穿越火车站接触网工程实例,对该方法的有效性进行了研究。结果表明,工况1下,接触网处于安全状态;工况2下接触导线高度变化量超限。建议当盾构开挖通过一个接触网支柱后,要迅速对已通过接触网支柱进行处理,恢复到原来状态,避免2个或3个接触网支柱同时发生大于10 mm的基础沉降以及超过0.2%的支柱倾斜量。     

基于动-静应力耦合的深埋隧道岩爆灾害控制

岩爆灾害严重威胁着施工人员及设备的安全,影响施工进度,已经成为硬岩隧道勘测设计及施工组织中必须考虑的重要问题之一.到目前为止,岩爆控制领域已取得了若干重要进展,但这些进展主要是建立在岩石静力学理论基础之上的,据此提出的大部分措施的控制效果还不甚理想,与从根本上控制岩爆还有较大距离.完整硬脆性岩体、较高地应力和一次或多次动力干扰应该是岩爆发生的3个必要条件,岩爆控制应综合考虑动-静应力的耦合效应.基于动-静应力耦合的岩爆控制已经引起部分学者的关注并已取得一定进展,但还缺乏深入研究.开展基于动-静应力耦合的深埋长大隧洞岩爆灾害控制研究具有重要的理论意义和实用价值.     

考虑水-饱和土场地-结构耦合时的沉管隧道地震反应分析

用理想流体介质模拟水层、流体饱和多孔介质模拟饱和土地层,在理想流体介质与流体饱和多孔介质相连接边界的连续条件基础上,结合已有的对理想流体介质、流体饱和多孔介质进行动力反应分析的显式有限元方法,开考虑地层与结构的动力相互作用,建立了进行水与场地、结构耦合动力分析的方法。利用该方法对沉管隧道的地震响应进行了研究,重点分析了水深、地质条件等因素对沉管隧道地震反应的影响,并从中得出了一些可供相关人员进行沉管隧道抗震分析时参考的结论。     

浅埋隧道爆破施工对地表建筑物安 全的 试验和数值分析

以沪昆高铁黄鹤堡隧道工程为研究对象,针对地表建筑物受大跨度浅埋隧道爆破开挖震动影响的情况,采用预裂爆破技术保护地表建筑 物的安全。结合爆破震动监测,并利用FLAC3D进行隧道爆破开挖数值模拟,对隧道地表沉降及建筑物所处位置的质点振动速度进行分析,通过 与现场实测数据进行对比发现:采用预裂爆破技术能够显著降低隧道地表质点最大振速,有效保护地表建筑物安全;隧道围岩等级越高,隧道 地表沉降值越小,地表建筑物越安全;数值模拟监测点质点振动速度与现场实测的质点振动速度变化规律基本一致,振动时间少于1s,水平方 向最大振速约为1.5 cm/s,垂直方向最大振速为1.6~1.7 cm/s,最大振速也比较接近。     

地铁车站及隧道全尺寸火灾实验研究(2)——区间隧道火灾

为了研究强制通风情况下地铁区间隧道火灾时的烟气扩散规律,在一实际地铁区间隧道内开展了全尺寸火灾实验。实验改变火源功率,在区间隧道通风排烟系统启动状态下,研究了区间烟气纵向蔓延速度、烟气竖直温度分布和水平温度变化,分析了烟气火焰倾斜角,顶棚烟气温升的纵向指数变化特征。实验结果对于地铁区间隧道火灾烟流控制及防排烟设计提供了数据支持。     

水幕与排烟系统协作下隧道火灾烟气防控研究

为优化选择水幕和机械排烟系统作用下最佳防排烟方式,运用FDS数值模拟方法探究排烟速率和水幕与排烟口间距对烟流分布的影响,并对11组模拟工况下排烟效率和烟气特征参数变化规律进行研究。结果表明:20 MW的火源功率下,排烟速率为60 m3/s、水幕与排烟口间距为12.5 m时,排烟效率较高且烟气特征参数满足安全要求,考虑防排烟的有效性和经济性,可选其为最优防排烟组合方式。研究结果对防排烟系统的设计具有指导意义。     

大跨度偏压隧道受火损伤分析

为探明火灾对大跨度偏压隧道造成的不利影响,依托贵州省某公路隧道工程,基于ANSYS有限元软件分析不同埋深及偏压条件下大跨度隧道结构的最大损伤和相对温度损伤变化规律,并对其温度场分布和应力分布规律进行总结。结果表明:衬砌高温损伤约60 mm,温度影响深度约300 mm,内部温升过程逐渐由曲线变化转变为直线变化;最大损伤深度随偏压角度增加近似呈指数增长变化,而相对温度损伤略有减小,当偏压角度较大时,火灾将成为隧道破坏的诱导因素而非直接因素;最大损伤深度与偏压隧道埋深近似呈抛物线变化,火灾对偏压隧道影响显著,必须采取有效预防措施;随着受火时间的增加,临火侧衬砌混凝土在热膨胀及围岩约束作用下,压应力快速增加,存在较大的压溃风险。