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随着公路隧道数量的不断增多、长度的不断增大,隧道内发生火灾事故的概率也相应提高,公路隧道火灾安全问题显得尤为重要。公路隧道火灾具有火势蔓延快、排烟与散热条件差、烟雾浓度大、人员疏散与救援工作困难、造成后果严重、社会影响力大等特点备受关注,由于在火灾中烟气对于人员生命安全威胁最大,因此开展公路火灾烟气蔓延规律的研究具有重要意义。本文在系统分析国内外研究现状的基础上,利用数值模拟的方法对于公路隧道火灾烟气蔓延规律进行研究,针对隧道顶棚最高烟气温度、温度沿程变化规律、临界风速与烟气控制等方面开展了系列分析,为公路隧道烟气蔓延的深入研究以及工程隧道烟气控制提供相应依据。论文的主要研究成果如下:(1)利用火灾动力学模拟软件FDS建立公路隧道三维数值模型,模拟分析了不同工况下烟气温度、能见度等变化,结合隧道顶棚最高烟气温度Kurioka模型进行对比分析,验证了 Kurioka模型的有效性,得出其适用条件。研究表明该模型在通风风速大于等于2m/s情况下预测精度较高;在通风风速小于2m/s情况下模型预测结果误差较大,在此基础上运用数值分析的方法对其进行相应修正,提出了较低通风风速条件下公路隧道顶棚最高烟气温度修正模型;(2)通过数值模拟分析研究了公路隧道温度沿程变化规律,提出了公路隧道火灾中的两次顶部温度沿程衰减预测模型,即火源附近一次线性极快速衰减模型与沿程自然指数衰减模型;(3)在公路隧道火灾15MW和30MW火源热释放速率工况下分析了不同风速条件下的烟气蔓延过程,确定了临界风速区间,并结合Wu和Baker提出的经验公式进行验证,研究结果表明,15MW火源热释放速率下的临界风速预测精度较高,30MW火源热释放速率下的临界风速预测结果具有较小的偏差,验证了临界风速经验公式的正确性;通过观察烟气蔓延过程与分析相应参数说明了适当的隧道通风风速对于抑制上游烟气蔓延、降低烟气浓度方面的有效性;