公路隧道纵向通风数值计算

近年来随着我国高速公路建设发展,公路隧道通车里程日益增长。公路隧道通风中射流风机纵向通风是应用最为普遍的通风方式,采用数值计算方法,fluent计算软件模拟计算公路隧道射流风机纵向通风工况流场,并对计算结果进行分析,为公路隧道纵向通风设计提供参考。     

公路隧道运营通风横通道周围流场特性研究

为研究公路隧道巷道式运营通风横通道周围的流场特性,以贵州凉风坳隧道为研究背景,利用流体力学研究软件Fluent建立隧道三维模型并进行了数值仿真计算。通过在隧道两边等风速条件下,对隧道内人行横通道以及车行横通道附近的流场特点研究,分析了运营通风横通道周围流场分布的具体特点。模拟结果表明:车行横通道与人行横通道两边流场分布基本相同;横通道内风速相对较小,约为隧道内风速的10%;不同风速下,横通道附近的速度分布和总压分布整体走势一致;两边流场相对稳定,不会进行风流和污染物的串流。     

公路隧道通风计算中交通量的研究

通过对公路隧道通风计算中的风量平衡以及风压平衡方程的分析,针对交通量以及交通组成的不断变化,提出了交通量的可行性线性解的计算方法,可为公路隧道通风计算中风机的选型及风机的配置提供可靠的依据,同时也可为隧道建成后的风机控制提供参考.     

公路隧道衬砌混凝土厚度及密实性试验研究

文章根据公路隧道初期支护的情况,制作了足尺寸的衬砌模型,并在模型中设置了模拟隧道初期支护背后空洞、回填不密实等典型缺陷工况,采用地质雷达进行检测试验。试验结果显示采用不同频率的雷达天线时,异常体的测试分析结果有较明显的差异,表现出了各自的优缺点;同时结合相对介电常数标定、时长参数设定、距离归一化、脉冲响应滤波及天线的选择使用方面提出了相应的处理建议,可供使用地质雷达法检测隧道初期支护的工程技术人员参考。     

公路隧道纵向通风的神经网络在线控制研究

针对单向交通的公路隧道采用射流风机进行纵向通风的特点,提出了采用神经网络在线控制的方法.利用该方法建立隧道通风在线控制模型,并结合空气动力学模型、污染模型及交通模型进行了隧道纵向通风过程的动态模拟仿真.结果表明,在公路隧道纵向通风中应用神经网络在线控制可以取得良好的效果.     

隧道围岩分级因素敏感性分析及影响水平划分方法研究

现行的铁路、公路隧道围岩分级方法的基本思想和框架体系均是沿用了1975年铁道部的科研成果,它是以单线铁路隧道围岩稳定性为基础而建立的,这与当前我国大量涌现的高速铁路双线隧道、高速公路隧道在尺寸上存在很大差别,所以现行的铁路、公路围岩分级方法是否能够适应大断面的高速铁路、高速公路隧道已经成为一个关键性的技术问题,需要深入研究。为此,文章采用正交数值试验方法研究了两个重要问题,即各隧道围岩分级影响因素对隧道尺度的敏感性以及据此进行各分级影响因素的水平划分方法。上述研究成果已作为新的铁路、公路隧道围岩分级方法的参考依据。     

洋流作用下水中悬浮隧道失稳判据的研究

根据水下悬浮隧道的主要特征,将水下悬浮隧道管段简化为两端简支梁力学模型.从水中悬浮隧道受力状态分析,推导了圆形截面形式悬浮隧道在涡激力作用下,做垂直于来流方向振动的微分方程.采用平均法对振动微分方程求解,得到了悬浮隧道在定常流状态下的幅频关系.建立定常振幅失稳的双尖点突变模型,导出了其失稳判据.根据失稳判据确定了在其他条件不变的情况下洋流的临界流速.研究结果表明,水下悬浮隧道的失稳不仅取决于洋流速度和涡泄频率,而且还与悬浮隧道结构尺寸、材料性质等有关.     

连拱隧道设计计算荷载合理取值研究

为了克服已有连拱隧道的荷载取值缺乏理论依据问题,文章基于公路隧道设计规范中普通分离式隧道松动荷载计算公式,选取恰当的计算参数,建立合理的连拱隧道计算模型,得到了双洞四车道连拱隧道的松动圈范围和松动荷载的合理取值,并给出了相应的连拱隧道荷载计算公式,将从分离式隧道松动荷载到连拱隧道松动荷载这一推广过程由纯经验的推导变为半经验半理论的推导,具有更明确的理论依据和更强的参考及使用价值.与现场的实际监测数据等的对比分析,验证了所提出的连拱隧道松动荷载模式的合理性.     

射流泵外特性的CFD模拟

针对射流泵基本理论研究方面存在的问题,应用计算流体力学(CFD)中PHOENICS软件建立射流泵几何模型,采用正交非等距网格划分方法,模拟射流泵的内部湍流场,研究了流量比、喉嘴距对速度的影响,以及喉嘴距对湍动能的分布影响,得出射流泵基本性能曲线,与文献给出结果吻合较好.完善了射流泵的基本特性研究,分析了射流泵流场中能量...     

隧道紧急停车带流场和局部阻力数值模拟

基于N-S方程和k-ε湍流模型,采用CFD方法对隧道内风压、风速场进行了数值模拟及计算分析,得到了隧道纵向气流流动规律、速度和压力分布规律,计算出了隧道紧急停车带的局部阻力系数。与试验结果相对比,数值模拟结果与试验结果非常吻合。     

隧道岩溶填充物松散围岩压力计算方法

文章基于普氏平衡拱理论、经验统计公式以及公路行业对浅埋松散围岩压力的处理方法,结合广西岩溶地区公路隧道建设经验,提出了公路隧道岩溶填充物段松散围岩压力的计算方法,并在此基础上推导了隧道两侧为岩体、拱部为岩溶填充物时的深埋、浅埋松散围岩压力计算公式,便于分析处治岩溶不良地质,以供同行参考。     

城市隧道纵向通风延迟效应的机理研究及影响因素分析

纵向隧道通风动态过程现场试验结果表明,当改变隧道射流风机的运行状态后,隧道风速需要较长的时间才能达到稳定状态,即纵向通风隧道存在延迟效应。通过理论公式推导得出的隧道流场在风机调控下的动态响应公式,可用来预测隧道延迟效应的强弱,其理论计算结果与现场实测数据吻合良好。参数化研究发现:在相同初始速度下,开启射流风机数量越多,隧道风速达到稳定的时间越短;关停射流风机数量越多,隧道风速达到稳定的时间越长。在启停相同数量射流风机的条件下,初始速度越小,隧道风速达到稳定的时间越长;隧道越长、截面积越大、隧道壁面越光滑,稳定时间越长,通风延迟效应越显著。     

加宽五车道和三车道不对称小近距隧道设计

随着交通运输的迅速发展,超大断面小近距高速公路隧道或城市快速干道的建设将成为发展的重点。福州市机场二期隧道初步设计定为加宽五车道,无论是洞室跨度还是设计施工难度均属全国公路隧道之首。对于超大断面隧道来说,扁平率不但直接影响工程造价,而且对结构设计和施工带来新的问题。文章主要通过结构受力和经济比选内轮廓,并通过有限元计算,分析隧道设计的合理性。     

小规模下伏薄煤层采空区倾角对隧道开挖稳定性的影响研究

公路隧道近接下伏采空区施工必定会打破采空区的原始平衡状态,出现应力重分布现象。为研究不同倾角下伏采空区对隧道施工稳定性的影响规律,文章采用有限元软件构建采空区地层隧道计算模型并进行了数值计算,研究了下伏采空区倾角对隧道洞周位移、初期支护内力和塑性区的影响规律。计算结果表明:(1)下伏采空区的存在加大了隧道洞周位移,倾角越小,增幅越大;(2)下伏采空区的存在增强了初期支护内力分布离散性,尤其是对拱顶内力影响幅度较大,主要体现在隧道拱顶轴力降低,倾角越小,降低值越大;(3)下伏采空区的存在增大了围岩塑性区,甚至贯穿到采空区冒落带,倾角越大,塑性区越小。因此,下伏采空区倾角越小,隧道施工风险越高,围岩稳定性越差,结构受力越不利,应采取有效措施提高下伏采空区的处治强度。     

浙江杭绍台高速公路特长隧道通风与排烟系统设计与实践

通风系统是维系公路特长隧道正常服务的重要机电设施,通常设备规模和安装功率庞大,但实际建成通车后却出现较高的闲置率。为了降低通风系统规模、运营能耗和闲置率,合理的通风模式至关重要。以浙江杭绍台高速公路三座长度超过5 km的特长隧道通风系统设计为例,介绍了通风系统设计的理念。其中陈家山隧道和镜岭隧道采用了互补式通风方案,并设置小断面竖井以满足排烟长度的要求;大盘山隧道采用传统双竖井送排式通风模式,对比分析了两种不同的通风设备的设置策略,推荐首先设定隧道内的设计风速不大于交通活塞风速,进一步确定竖井尺寸和通风设备规模。上述设计理念有效降低了杭绍台高速公路特长隧道通风系统设施的安装功率,为减少今后运营期间的设备闲置打下基础。     

动态设计在新七道梁特长公路隧道建设中的尝试

根据兰临高速公路新七道梁隧道施工中围岩开挖和支护变形的实际情况,通过对隧道支护、衬砌结构进行动态设计的尝试,取得了预期的建设成果;提出了隧道建设动态管理的几点建议,对今后的公路隧道建设管理有一定的借鉴作用。     

内流式锥阀流场的数值模拟与结构优化

锥阀具有密封性能好、过流能力强、响应快、抗污染能力强等特点,在流体输送中得到了广泛的应用。应用PHOENICS流体计算软件及k-ε湍流计算模型,对内流式锥阀的内部流场进行了模拟仿真,研究了流量变化、开度变化对锥阀流场特性的影响。研究结果对分析锥阀的性能、进行流道的结构优化和实际工程应用都具有一定的指导作用。     

山区公路隧道入口照明智能节能控制技术研究

现阶段山区公路隧道主要采用档位控制的照明控制系统,其控制智能化程度低,人为因素多,节能效果差。论文基于山区公路隧道入口照明档位控制的特点,开展了智能控制技术研究,提出了入口照明档位智能控制模型的总体架构,包括交通流预测模型、运算控制模型、调光策略与灯具匹配关系、隧道照明环境数据采集、照明输出控制模型等,基于该模型系统,通过隧道现场测试和工程实施,实现了山区公路隧道入口照明档位智能控制,为山区公路隧道照明档位模式下的智能控制提供技术参考。     

公路隧道LED灯无极调光控制技术

针对公路隧道LED灯无极调光在控制中受到洞内光线强度的影响,导致公路隧道LED灯无极调光的控制效果变差等问题,文章提出了公路隧道LED灯无极调光控制技术,按照公路隧道LED灯无极调光电压输出公式,将公路隧道内LED灯具的控制参数进行融合,并根据公路隧道路面的平均水平照度公式,利用转换系数,将公路隧道内路面的平均水平照度转换为公路隧道内路面的平均水平亮度,构建了公路隧道LED灯无极调光模型,结合公路隧道LED灯无极调光控制流程设计,实现了公路隧道LED灯无极调光的控制。实验结果表明,所提出的公路隧道LED灯无极调光控制技术不仅可以降低公路隧道LED灯的耗电量,还可以提高公路隧道的洞外亮度,从而提高了公路隧道LED灯无极调光的控制效果。     

公路隧道减震模型试验及数值模拟

文章以嘎隆拉隧道洞口段为原型,拟定了相似关系,选取了围岩和衬砌的相似材料,制作了公路隧道减震试验模型。在试验模型中设置了减震层,选择了振动台模型试验测点的布置位置,制定了加载制度,进行了振动台加载试验;分析了试验结果,并与有限元分析结果进行了对比,定义了减震率;从应力和应变两方面分析了减震层的动力特性及减震效果,得出减震层的设置对隧道减震能起到一定的作用。