岩鹰山隧道内天然气管道泄漏规律及通风方案研究

采用经典流体力学理论,以及计算流体力学（CFD）等方法相结合,对中缅油气 管线上具有代表性的岩鹰山隧道进行研究。用Fluent软件对岩鹰山隧道天然气管道泄漏 进行仿真模拟,利用Fluent模拟结果与泄漏源计算结果相结合,经过理论分析与数据拟 合,提出泄漏天然气充满隧道的时间计算模型,通过不同边界条件下隧道内天然气泄漏 扩散规律的模拟结果对时间模型进行验算并修正。利用计算流体力学（CFD）方法,研 究岩鹰山隧道在发生天然气泄漏事故后,单风机通风方案的效率,得出隧道通风优化方 案,方案内容包括最佳送风方式、布设水平位置、布设高度、布设间距。根据通风方案 计算结果对风机型号选取、以及隧道洞门设计提出了建议。     

“一带一路”沿线自然灾害分布特征研究

“一带一路”是促进各国经济、社会高速发展的跨时代宏伟构想,更是加强国际交流合作的重要契机。“一带一路”战略涉及范围达65个国家,其自然灾害造成的危害和经济损失是强烈和致命的。对“一带一路”所经区域的自然灾害及其分布特征的研究,显示全球范围内自然灾害呈现出逐年上升、以洪涝和地震灾害最为显著的趋势;东亚地区的地震和洪涝灾害,中亚、西亚地区的干旱灾害,中东欧地区的高温及洪涝灾害都显示出地区性的主要灾害影响特征;灾害分布特征的研究对“一带一路”所经地带的自然灾害防御具有重要意义,也对促成“一带一路”经济带的安全展开有着学术性的意义。     

火源功率与隧道阻塞比对临界风速变化规律影响研究

临界风速是隧道进行通风排烟设计的重要参数,为了研究火源功率、隧道阻塞比对临界风速变化规律的影响,采用PyroSim火灾动力学模拟工具与经验公式对比分析的方式。建立隧道缩尺寸模型,并对模型网格尺寸划分进行可靠性校验,发现网格尺寸为火源特征直径的十分之一时最可靠。结果表明:模拟临界风速与理论临界风速相吻合,临界风速随火源功率的增加而增大,当火源功率大于某范围时,临界风速开始趋于稳定;临界风速受到列车对隧道阻塞作用的影响,临界风速随着隧道横截面阻塞比的增加而呈线性减小,在阻塞比达到40%时,临界风速趋于稳定。     

某地铁站突发事件乘客疏散行为分析研究（2）——行为分析

为了掌握突发事件下,乘客疏散行为反应;基于某地铁站突发事件区间隧道乘客紧急疏散事故案例,采用观察分析研究乘客在列车车厢内疏散行为特征、疏散路线规律、车厢内惊慌情绪分布及规律。结果表明:乘客疏散行为呈现波浪规律特征扩散传递;乘客惊慌逃散时呈现同年龄段同性别相互聚集现象;乘客惊慌逃散时呈现羊群效应;乘客惊慌逃散路线呈现圆弧现象;乘客惊慌情绪随着距离事故点的距离增加而减弱,呈负相关。为地铁设计人员、地铁安全评估、仿真模型、疏散应急预案提供数值参考,并对地铁站区间隧道存在的安全疏散问题提出优化建议。     

海底隧道交通事故风险耦合演化机理研究

为明晰海底隧道交通系统内部风险因素之间的耦合关联和事故演化机理,从驾驶人、道路、车辆、环境和管理5方面阐释海底隧道风险因素内涵,定性分析风险因素之间的耦合作用,建立海底隧道交通事故风险演化立体网络模型,提出海底隧道风险因素量化评价标准;并构建海底隧道交通事故风险耦合尖点突变模型,深入分析海底隧道交通系统风险状态演化的主要形式;结合应用实例,对海底隧道风险因素耦合进行计算评价。结果表明：多因素耦合对海底隧道交通系统产生的风险影响大于单因素耦合,驾驶人因素风险相对最大,车辆因素风险相对最小,并从人、物2个因素方面提出针对性的事故风险预防措施。研究结果可为海底隧道交通安全管控提供理论参考和借鉴。     

在高地应力作用下近水平岩层隧道掌子面稳定性分析及控制

为了研究大峡谷隧道开挖中掌子面大范围塌方及支护失效问题,分析现场水平层状围岩失稳特征,基于3DEC离散元软件探究掌子面失稳机理,提出塌腔处治及支护整体优化控制措施。研究结果表明：掌子面塌方主要表现为顺层滑移、挤压离层、局部掉块。开挖后拱顶沿水平层理面发生离层,导致掌子面分层垮落,层间错动掉块。围岩拱顶块体呈斜向下45°变形发展,掌子面中部和底部呈平行隧道轴向变形发展,根据塑性区和剪切滑移区扩展范围,最终形成宽5 m、高4 m的塌腔,掌子面前方岩体受影响深度3～4 m。对易塌方段提出台阶法开挖等控制措施,现场监测洞周位移收敛量不超过5 cm,整体优化后支护效果明显。     

全尺寸巷/隧道火灾风烟流温度预测模型与验证

为探究巷/隧道火灾热动力灾害的演化规律,基于能量守恒定律和热量转换关系,建立巷/隧道火灾风烟流温度演化的预测模型;考虑巷道分叉和汇合对烟气蔓延和温度的影响,构建分叉和汇合巷道内烟流温度随时间变化的演化模型。通过开展全尺寸巷道火灾实验以及与国内典型隧道火灾试验数据对比,对理论模型进行验证。研究结果表明：理论模型所呈现的烟气温度随时间的变化关系,能较好地反映火灾发展的3个阶段,烟气温度的变化趋势符合火灾火源燃烧特性曲线;理论模型能够准确地预测顶棚最大烟气温升以及温度纵向衰减现象,烟气最高温度预测值与实验结果的误差率在15%以内。研究结果可为巷/隧道火灾时期的烟气控制和救援提供理论参考。     

城市道路隧道内吊顶式净化通风系统纵向布置方案优化研究

为从根本上解决隧道内空气污染问题,达到运营节能的目的,利用Fluent软件建立数值模拟模型,通过分析直线隧道内污染物分布规律,确定吊顶式净化通风系统设置位置及净化范围,同时建立吊顶式净化通风系统隧道模型,对其纵向布置方案进行优化研究。结果表明:隧道内CO浓度基本呈线性分布,在距隧道入口1 300 m位置,需布置吊顶式净化通风系统,其纵向布置间距不宜超过300 m。研究结果可为城市隧道污染物处理方案提供理论基础。     

南通富水砂层盾构隧道开挖对邻近桩基影响分析

为有效控制盾构隧道近距侧穿既有桥梁桩基施工,给桩基造成一定安全风险,本文依托南通地铁1号线区间盾构工程,建立三维有限元模型,基于流固耦合理论分析盾构施工对桩基水平位移、内力、地表沉降的影响,并验证计算的准确性。结果表明:盾构开挖面距离桩基2D范围内,盾构施工对桩基产生的影响占总水平位移的85%;桩基产生的最大水平位移为16.13 mm;盾构施工引起桩基剪力和弯矩的变化量明显。在富水砂层类似工程施工中应加强监测,同时采取优化盾构掘进参数和地层加固等措施,减小盾构施工对桩基影响。     

地下铁道震害与震后修复措施

在1995年日本孤神地震中,地下铁道第一次遭到严重毁坏,尤其是大开站震害最为严重,本文对地下铁道车站、地下铁道明挖区间隧道和盾构隧道的震害特点作了全面总结,随后,依据震害的表现形式,对车站结构震害原因进行了简单分析,根据文中陈述,得出结论,中柱和混凝土管片是地下铁道结构的抗震薄弱环节,对其抗震性能的设计应引起重视,最后,对地下铁道的震后修复措施亦有所介绍。