毗邻隧道洞口遮阳棚光环境及二次污染数值模拟

隧道群中毗邻隧道的照明与单体隧道照明有着显著差异。为减少白天毗邻隧道洞口由光照强度差异引起的交通事故,在公路隧道洞口采用遮阳棚的减光措施,可起到良好的减光效果,满足驾驶员的视觉特性,但往往结构形式较封闭,上游隧道洞口污染物易窜流到下游隧道进口形成"二次污染"。以毗邻隧道为背景,构建了底部两侧镂空、上方封闭的遮阳棚模型,利用光模拟计算软件Daylight Visualizer分析了毗邻隧道洞口的亮度变化规律及遮阳棚的减光效果;以标准k-ε双方程的三维紊流模型及多组分扩散传输为物理计算模型,采用Ansys Fluent流体分析软件数值模拟了无遮阳棚和有遮阳棚两种情况下,毗邻隧道洞口污染物的扩散情况。结果表明:所构建的遮阳棚(透光率30%)能大大减少隧道内与隧道间路面照度的差值,与较封闭遮阳棚相比,能更好地改善隧道洞口污染物的扩散。     

公路长隧道污染物的运移机理及一维解析分析

公路长隧道通风问题是公路建设者们所关心的问题之一。隧道通风过程同时也是污染物在风流中的运移过程 ,污染物在风流中的运移主要包括分子扩散、对流运移、紊流扩散、衰减转化四种形式。据质量守恒定理 ,分别推导出了污染物移流扩散方程和污染物紊流扩散方程。扩散方程、风流流动方程、边界条件及初始条件便构成了污染物、空气二元混合气体的对流—扩散的数学力学方程。最后进行了在定常条件下的一维理论分析和实例计算 ,结果表明进行公路长隧道风流中的污染物运移模拟计算时 ,只需考虑污染物移流和紊流扩散     

都市快轨列车圆形与矩形隧道运行气动特性数值分析

基于连续性方程Reynolds时均Navier-Stokes方程以及RNG k-ε湍动能模型方程对都市快轨列车隧道运行的空气动力流场进行数值计算.研究在以160 km/h隧道运行速度分别通过圆形和矩形隧道的工况下,从列车进入隧道直至整车完全驶出隧道的空气阻力以及车体表面压力变化情况,并对圆形及矩形隧道流场特性进行对比.计算结果表明:列车在矩形隧道和圆形隧道运行过程中的最大阻力分别达到15 458.5 N和13 829.3 N,最大表面压力分别达到4252.3 Pa和3 815.8 Pa.在两种隧道中运行的列车阻力变化规律及列车表面压力变化规律相同,矩形隧道运行时列车的最大阻力与圆形隧道相比增加了14.3％,表面最大压力增加了l3.8％.     

特长公路隧道相邻洞口流态三维CFD仿真分析

结合秦岭终南山分离式特长公路隧道设计方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对上下行相邻隧道进出口区域的流态进行三维数值分析,以确定出相邻洞口流态特性并提出了降低洞口流态交叉污染的土建工程措施.     

特长公路隧道相邻洞口流态三维CFD仿真分析

结合秦岭终南山分离式特长公路隧道设计方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对上下行相邻隧道进出口区域的流态进行三维数值分析,以确定出相邻洞口流态特性并提出了降低洞口流态交叉污染的土建工程措施.     

基于CFD的公路隧道火灾数值模拟

为了有效控制公路隧道火灾的烟气扩散,基于计算流体动力学理论(computational fluid dynamics,CFD),采用Cfdesign软件进行数值模拟与分析,研究了公路隧道火灾的烟气运动规律,分析了不同火灾条件的温度分布和烟气蔓延规律,研究了射流风机的动力特性及其对火灾的影响.提出了公路隧道顶棚烟雾纵向扩散速度峰值函数模型、射流风机动力长度近似模型以及临界风速近似计算模型.分析表明,在射流风机动力区域的火灾,会产生大量涡流,严重危害下游人员的安全.     

公路隧道运营期火灾烟气流扩散规律及救援对策

火灾发生时隧道内烟气流的扩散规律对火灾救援至关重要。以张涿高速公路分水岭特长隧道为背景,采用计算流体动力学方法,对隧道火灾烟气流扩散进行数值模拟,总结了火灾工况下的烟气扩散规律,据此提出了相应的公路隧道火灾救援对策。     

铁路隧道列车活塞风的简化计算方法

提出了一种适用于工程设计的活塞风简化计算方法.该方法从运动列车与隧道气流的功能转换出发,以列车作用段作为活塞风压源,利用流体力学的基本原理、基本方程和湍流半经验理论,提出了活塞风压力和速度的计算方法.以现场实车的隧道空气动力学试验资料为参照进行对比,活塞风速度的计算值与实测符合度较好,这表明以不可压缩定常流动为计算模型的活塞风简化计算方法可为活塞风的工程实际应用提供理论基础.     

短距离连续公路隧道污染空气窜流数值分析

目前,国内外对采用双洞单向行驶交通形式的隧道通风问题的研究中,大多忽视短距离连续隧道间污染空气窜流的二次污染问题,对隧道通风效率的影响也鲜见报导。以水涧山隧道与石鼓隧道进、出口段以及隧道间空旷区域为分析对象,以CO浓度为依据,采用FLUENT软件对洞口污染空气的扩散及其对下游隧道窜流的影响进行研究,并提出通过修筑通风洞和明洞处设置射流风机减少污气窜流的对策。     

基于FDS的隧道火灾中烟道作用的数值模拟

应用火灾动力学分析软件FDS（version4．0）,以Navier-Stokes方程为基础,引入浮力修正的κ-ε湍流模型、湍流燃烧模型和辐射换热模型,建立了适用于描述隧道内烟气温度分布和气流流动的计算流体动力学模型．针对设置有顶棚烟道和未设置顶棚烟道的公路隧道,在发生火灾时的温度场和CO的分布进行模拟研究．通过对比分析,得出了设置烟道有利于降低公路隧道发火灾的温度的结论．     

交通管理与控制对城市隧道机动车尾气排放的影响

选取城市中受污染较为严重的隧道为研究对象,在对交通量、道路特征等方面进行详细调查的基础上,联合微观交通仿真和机动车尾气排放模型,提出了交通尾气污染仿真计算方法,分析了不同交通管理控制手段对隧道内机动车尾气污染物排放的影响。以南京九华山隧道为例,基于VISSIM软件和CMEM模型构建了相应的仿真平台,模拟车速限制、车型限制、单双号限行等管理措施对尾气排放的影响。研究表明:该方法能够较好的模拟城市隧道中机动车的运行及尾气的排放。     

华蓥山隧道排水的生态环境问题及效应

基于两次现场咨询工作经历及收集的资料,探讨了华蓥山隧道排水造成地下水资源流失,煤系质水入侵及水文徨环失衡等生态环境问题及形成机理,以及同此带来的岩溶入泉枯竭,地下水水质恶化,地表水体污染,地表水土流失等一系列负效应,分析结果表明,隧道长期排水将形成较大规模的降位漏斗,由于该漏斗的扩展,导致在疏干带内较强烈的水文地球化学作用,进而威胁隧道衬砌的稳定性。     

隧道施工水体污染的集对分析及生物测试验证

隧道施工不可避免会造成水体污染,应用集对分析法对隧道施工前后周边水体进行评价,得出各水体受污与否及水体质量的优劣顺序,为施工单位针对性治理污染提供理论依据,同时用生物测试法对集对分析的结果进行验证。     

隧道施工爆破后的粉尘防治方法分析

采用综合粉尘防治方法,将降低隧道施工粉尘的产生量、提高粉尘产生作业面附近的降尘效率作为重要的防尘措施,一方面可以有力地改善施工作业面的粉尘污染,另一方面经济效益也很明显。因此,如果能在隧道粉尘防治方面做到综合防治,必将把隧道施工环境的改善提高到一个新的水平。     

朝东岩隧道爆破掘进中围岩振动测试与分析

通过对朝东岩公路隧道爆破掘进过程中围岩振动的测试和数据分析 ,结果表明在隧道爆破掘进过程中 ,采用分段控制爆破在围岩中产生振动效应并不随同时起爆的装药量成正比增长 ,振动最大的是掏槽爆破 .不同围岩类别的应力波衰减规律有明显的差异 ,且均可用萨道夫斯基经验公式较好地模拟 .同时在围岩内应力波的频率有明显的变化规律 .实际施工爆破方案优越于理论爆破方案     

隧道掘进节能环保水压爆破技术的应用

隧道掘进节能环保水压爆破技术对于节约施工成本和减小环境污染有着重要的意义。结合隧道施工工程实例,就隧道掘进节能水压爆破技术的工艺流程、施工要点进行了探讨,并对其技术效果、环境效益、经济效益和社会效益进行了分析,期望为同类工程提供参考。     

降噪吸音砂浆在公路隧道工程中的运用

通过分析公路隧道特有环境对降噪吸音材料的特殊要求,以水泥、陶砂、膨胀珍珠岩等材料为主要原料,通过一系列的拌制工艺,研制一种环保无污染、防火、防撞击、施工方便快捷、喷覆式的新型隧道吸音材料-陶砂膨胀珍珠岩吸音砂浆,并采用驻波管法测试砂浆的吸音性能。     

基于视觉适应性的公路隧道限速研究

通过分析隧道对驾驶员视觉、心理的影响,得出车辆通过隧道时车速的变化情况,进而确定了隧道限速段的长度。利用瞳孔面积变化速度与行车安全关系的定量分析,得出基于视觉适应能力的隧道进出口安全行车的临界速度,结合车辆在隧道限速段内的速度变化情况及隧道本身条件确定了保证行车安全的隧道限速值。     

寒区隧道温度简谐波传热特征与影响因素的敏感性

为探究寒区隧道温度场的时空演化规律, 以波的视角从时间尺度和空间尺度建立了寒区隧道温度简谐波径向传热模型, 基于傅里叶传热定律推导了寒区隧道温度简谐波径向传热表达式; 依托兴安岭公路隧道温度测试结果, 验证了温度简谐波径向传热表达式的可行性, 分析了温度简谐波沿隧道径向深度的分布特征与随冻融周期的变化规律; 采用系统稳定分析法, 研究了温度简谐波对各影响因素归一化的敏感度因子。研究结果表明: 沿隧道径向深度0.00~4.00 m, 温度振幅呈负指数函数形式衰减, 变化范围为11.67℃~0.45℃; 温度相位移呈正比例函数形式增大, 变化范围为0.00~75.24 d; 年平均温度呈线性升高的趋势, 变化范围为-0.62℃~1.98℃; 受隧道区气温逐年变暖趋势的影响, 隧道进口端壁面年平均温度从2016~2019年升高了约0.75℃, 年平均温度随冻融周期逐年增大, 2.00 m深度内年平均温度受冻融周期影响较大, 超过2.00 m年平均温度受冻融周期影响相对较小; 隧道进口端壁面温度振辐从2016~2019年衰减了1.48℃, 温度振幅随冻融周期逐年衰减, 2.00 m深度内温度振幅衰减较快, 超过2.00 m温度振幅衰减较慢; 隧道进口端壁面日相位从2016~2019年延迟了7.20 d, 日相位随冻融周期逐年增大。温度简谐波对各影响因素的敏感性由高到低依次为壁面温度振幅、壁面年平均温度、围岩含冰率、围岩含水率、围岩孔隙率、骨架颗粒的质量热容量与导热系数。      

隧道扩建对地面建筑物的影响分析

采用有限元计算软件MIDAS_GTS对隧道扩建对地面建筑物沉降进行数值模拟,并结合施工监测数据,分析地面建筑物在离隧道轴线不同位置时,隧道扩建对建筑物沉降的影响以及建筑物是否安全;判断隧道开挖对地面建筑物的影响半径.