公路隧道纵向通风系统局部影响数值模拟

应用CFDesing软件，对公路隧道纵向通风系统中的沿程损失、汇流损失和风机射流作用进行了数值模拟研究。讨论了C．FColebrook公式的适用性和汇流损失、射流风机的影响因素，得出了一些可供设计应用的有益结论。     

曲线公路隧道沿程阻力损失数值模拟

基于不可压缩粘性流体的N—S方程和k—ε两方程湍流模型,采用CFD方法对曲线隧道通风沿程阻力损失进行模拟计算。结果表明:曲线隧道中即增加了摩擦阻力损失也增大局部阻力损失;曲线隧道断面形式和通风速度对沿程阻力系数的影响较小,在距入口600m后沿程阻力系数基本达到稳定,入口段沿程阻力系数偏大;沿程阻力系数随半径的减小逐渐增大,半径较小时,增大尤为明显,并提出了小半径隧道沿程阻力系数的计算方法。     

公路隧道联络风道局部通风影响数值分析

结合湖南雪峰山特长公路隧道联络风道设计方案,采用了CFD(计算流体动力学)方法对轴流风机与联络风道的连接形式以及联络风道渐变段局部通风压力损失进行分析,以确定出较佳的连接结构形式,并计算出联络风道渐变段局部通风压力损失系数。     

公路隧道联络风道局部通风影响数值分析

结合湖南雪峰山特长公路隧道联络风道设计方案，采用了CFD（计算流体动力学）方法对轴流风机与联络风道的连接形式以及联络风道渐变段局部通风压力损失进行分析，以确定出较佳的连接结构形式并计算出联络风道渐变段局部通风压力损失系数。结论可供实际工程设计参考。     

四洞公路隧道火灾模式下烟气控制标准研究

为了确定四洞公路隧道火灾模式下的烟气控制标准,通过理论公式计算得到火灾隧道内防止烟气逆流的纵向临界通风风速,并采用火灾动力学软件FDS进行对比验证,同时研究阻塞场景下在相邻安全隧道内进行反向通风的控烟模式,得到阻止烟气经火源下游的横通道蔓延到安全隧道的临界风速。结果表明:Kennedy理论公式计算的结果与FDS模拟结果吻合较好,确定三车道隧道火灾模式下临界风速为2.2m/s,双车道为2.3m/s;阻塞场景下,三车道隧道发生火灾时,相邻三车道安全隧道反向通风临界风速不小于3.5m/s,双车道隧道发生火灾时,相邻三车道安全隧道反向通风临界风速不小于5.5m/s。     

大型地下互通隧道射流风机升压特性数值模拟研究

根据流体力学的计算原理,采用CFD计算软件FLUENT,对深圳东部过境地下互通的两车道矩形直线隧道、两车道和三车道拱形小半径曲线隧道、四车道拱形直线隧道的射流通风流场和升压力情况进行了数值模拟。通过模拟射流风机升压力与理论计算升压力的比较,得到了两车道矩形直线隧道和拱形曲线隧道的升压力折减系数、三车道曲线隧道和四车道直线隧道的横向安装间距及升压力折减系数。模拟结果还表明,设计提出150m的纵向安装间距是满足要求的,在风机安装数量较多的情况下,可适当减小间距。该研究成果为依托工程的设计提供了指导,也可为类似工程提供参考。     

特长公路隧道紧急停车带通风优化分析

结合秦岭终南山特长公路隧道紧急停车带设计方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对紧急停车带区域流态进行分析,以确定出较佳的土建结构形式并计算出紧急停车带局部通风压力损失系数。     

双车道公路车辆折算系数计算方法研究

文章分析了车辆折算系数常用计算方法的适用条件。考虑双车道公路的特点,基于车头时距的计算方法,建立了适用于双车道公路的车辆折算系数模型。该模型综合考虑了车辆纵向的运行特性——车头时距的关系以及车辆横向的运行特性——车辆行驶过程中所占用道路宽度。利用该模型,通过对实测数据的计算,得到了双车道公路的车辆折算系数值。     

双向行车公路隧道射流通风系统优化分析

针对双向行车公路隧道设置回车道、紧急避车带的特点,根据隧道射流通风原理和模拟试验结果,对射流特性、通风效率进行了阐述和分析。提出了射流通风系统优化设计的原则和方法,给出了升压系数,回车道、停车带局部阻力系数等通风参数的计算公式,并对射流风机与回车道、停车带最小间距,射流组的最小控制间距,风机的壁面距,风机中心距,机组洞口距,不同压源共同作用下的射流增压的计算,风机增压与风机组数的关系进行了论述,以保证通风系统的合理布局。     

公路隧道斜井送排式通风节能系统优化分析

公路隧道在施工阶段一般利用斜井作为辅助通道增加施工工作面,运营阶段继续采用此斜井作为运营通风通道,这种通风系统能耗巨大,年运营维护费逾越百万元。竖井送排式通风系统相对斜井通风系统沿程损失更小,通风效率更高。因此提出新建竖井作为运营通风道,原施工斜井作为逃生救援通道的新型通风节能优化方案。本文基于山西云山隧道实际工程,分别计算斜井与竖井的土建造价及能耗,利用FLUENT软件对斜井与竖井通风进行数值模拟,分析两者土建费用、运营能耗以及通风效率,对此优化通风系统的经济性进行评价,并为类似工程提供参考。     

公路隧道巷道式施工通风瓦斯分布研究

为探究瓦斯公路隧道巷道式施工通风中瓦斯的体积分数分布规律,利用流体力学研究软件FLUENT建立三维隧道模型并进行了数值仿真计算,通过对隧道内部整体、掌子面附近和主洞与横通道连接处瓦斯体积分数分布的研究,分析了隧道内部瓦斯分布的具体特点并深入探讨了内部回流区、涡流区和瓦斯容易聚集的位置。模拟结果表明： 瓦斯从一侧主洞涌出后,不会对另一侧造成污染; 涡流区瓦斯体积分数明显大于周围区域; 风管所在一侧截面上瓦斯体积分数分布明显低于异侧。     

310国道宝鸡-天水二级公路隧道围岩类别变更分析

通过论证比较,按照隧道围岩主要工程地质特征、围岩岩体结构及结构面特征、水文地质特征、围岩弹性纵波波速、变形系数、泊松比、内摩擦角、软化系数等指标,重新划分和确定了围岩类别;分析了产生围岩类别判定偏差的原因,以期对同类工程勘察起到借鉴和参考作用。     

鹧鸪山隧道海拔修正系数的现场测试研究

目前国内外在海拔2400m以上无海拔修正系数的实测值。以高海拔特长公路隧道鹧鸪山隧道为依托,于2003-2005年对海拔400～4000m处烟雾海拔系数进行了现场测试,研究在营运隧道通风设计中烟雾海拔高度系数的合理取值,以对鹧鸪山隧道及类似高海拔地区公路隧道营运通风设计提供依据和参考。     

整条公路隧道通风与净化的三维数值模拟

现有的理论分析方法难以分析风速、污染物分布不均对隧道空气净化的影响,难以发现净化通风系统可能出现的问题。为准确地预测带有净化站的整条公路隧道内污染物的分布情况,建立考虑射流风机、车辆运动及净化站等因素的相互耦合作用的数值模型,对不同通风、净化和交通情况下隧道内的空气流动和污染物分布进行预测,并对模型进行验证。利用该模型对一采用旁通型净化站的实际公路隧道内的空气流动和污染物分布进行数值模拟。结果表明： 1）隧道内空气流动不是一维的,在旁通净化站处的主隧道中存在空气回流现象; 2）净化站的存在导致了局部通风量的下降,使净化段的主隧道污染物质量浓度突然升高,达到整条隧道的最大值; 3）在设计此类净化通风系统时,应该校核“与旁通风道平行的局部主隧道段末尾处”的污染物水平不高于相应的限值标准。     

喷射混凝土衬砌隧道通风阻力系数测试研究

依托秦岭终南山18km特长公路隧道,选取隧道中部长度600多米的施工区段,设计风阻现场测试方案,布设2个测试断面,每个断面不同位置布设16个测点,采用高精度压差法对喷射混凝土作为隧道永久衬砌的通风阻力系数进行现场测试,测试风速范围为1.2~6.5m／s;通过数据整理分析,得出了通风阻力系数设计参数。试验表明:2车道公路隧道(净空面积70m2)喷射混凝土衬砌通风阻力系数在试验工况条件下为0.051,该参数值偏于保守,可直接用于指导通风设计。     

特长公路隧道全射流通风方式火灾网络计算研究

采用火灾网络通风的计算方法,对秦岭终南山特长公路隧道在全射流通风方式下的火灾情况进行计算研究。计算结论对秦岭终南山特长公路隧道的防灾救援、营运管理具有一定的指导意义。     

后张法预应力混凝土梁曲线钢束锚固损失的精确分析

为了改进后张梁曲线钢束锚固损失计算方法,通过分析钢束微段的平衡,利用变形协调条件及应力连续条件,导出了后张梁曲线钢束锚固损失的精确计算公式。在导出的精确公式的基础上,分析了钢束张拉时的摩阻作用与锚固时的反摩阻作用之间的差别,指出了现行桥梁设计规范中锚固损失计算方法的近似性和不合理性。通过简支梁和连续梁钢束算例,对比了现行桥梁设计规范中的锚固损失计算方法及误差。研究结果表明：钢束锚固时的反摩阻作用小于张拉时的摩阻作用;现行铁路桥梁设计规范中的简化计算方法具有较好的计算精度,而现行公路桥梁设计规范中的简化计算方法会导致很大偏差;按现行公路桥梁设计规范中给出的简化公式计算的反摩阻影响长度可超过精确值70%以上,钢束端部的锚固损失计算值小于精确值30%以上;从简化计算考虑,建议设计公路桥梁时采用现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法。     

基坑土层等效m值反演分析

工程勘察报告尚不能正确提供各类土层的水平基床系数,而现有规程和指南给出的基坑土层水平反力系数的比例系数m值参考范围较大,致使设计中对m值的选取存在很大的随意性。通过假设及简化分析,提出一个综合考虑土体重度、基坑开挖深度、土层水平反力系数和抗剪强度指标的基坑土层等效m值计算公式,并利用水平位移实测数据,通过非参数回归方法反演确定系数Δ1、Δ2,以修正等效m值计算公式。以昆明市某浅埋公路隧道工程为例,对该反演方法进行分析验证。验证结果表明,该方法不仅能缩小规程或指南给定的m值取值区间,还可以根据基坑开挖深度不断地修正基坑土层等效m值,实现基坑动态控制。     

公路隧道通风网络理论的研究及应用

主要讨论了通风网络理论及其在公路隧道通风中的应用。推导出交通通风力在通风网络理论中的计算公式,介绍了风机、自然风等各压力源在通风网络中的处理办法。应用隧道通风网络解算程序,对雪峰山隧道的通风方案进行计算分析,取得了良好的工程效果。