为了有效降低公路隧道运营中通风费用,人们开始研究自然资源对隧道机械通风的补充作用,其中利用自然风就是其中重要的一环。隧道内的自然风是由自然风压引起的,自然风压主要包括热位差、超静压差和风墙压差三部分,在带有竖(斜)井的公路隧道中,竖(斜)井处的热位差是隧道自然风利用的主要组成部分。由于目前隧道竖(斜)井热位差利用的研究成果较少,隧道自然风的利用率较低。因此,为了能够有效利用自然风,有必要对公路隧道竖(斜)井热位差的作用效果进行分析研究。本文以新疆东天山隧道为应用背景,运用数据采集、理论计算、数值模拟等方法,分析了隧道斜井热位差的变化规律,并开展了如下的研究:1.利用Fluent仿真软件对单向单斜井隧道进行了数值模拟,分析了不同环境温度下斜井内部的密度场、压力场以及风速场分布情况,得出了在冬季隧道斜井统一表现为集中排风模式,在夏季隧道斜井统一表现为集中送风模式,但排风状态下的自然风速远大于送风状态下的自然风速。2.在送风斜井处设置环境自然风速,利用Fluent仿真软件计算了不同环境风速下隧道单斜井下的自然风量,分析了不同环境温度与风速下斜井内部的密度场、压力场以及风速场分布情况,总结得出自然风风速随着环境温度变化的变化规律。3.在单斜井隧道通风计算的基础上建立了双斜井隧道通风模型,分析了不同环境温度以及不同送风风速下斜井内部的密度场、压力场以及风速场分布情况。总结了双斜井隧道内部不同送风风速下的风流组织模型,得出了双斜井隧道内部平均风速随着环境温度和送风风速的变化规律。4.根据隧道预测交通量计算了东天山隧道的需风量,提出了隧道基于斜井热位差利用的隧道通风方案,并且计算了该通风方式下隧道的节能效果。