随着交通与社会的快速发展,国内已建成隧道的数量日益增多,规模扩大。但是,隧道结构狭长,属于受限空间,一旦发生火灾而得不到有效控制,有可能造成群死群伤事故。目前,国内外学者已对隧道火灾烟气温度与流动特性在不同隧道坡度、火源位置、采取纵向通风抑制等方面开展了研究。封闭灭火是控制隧道火灾的一种有效手段,封闭过程中会改变隧道内温度与烟气的变化规律。然而,关于隧道火灾在封闭过程中的烟气特性研究十分少见。因此,本文以揭示隧道火灾封闭过程中烟气温度与流动特性为目标,通过缩尺试验和FDS数值模拟的方法,开展了以下研究工作:利用相似性准则搭建1/10缩尺试验台,研究了不同封闭比例和不同火源功率条件下火焰形态变化规律。结果表明:火焰与地面之间倾角大小随封闭比例增加而增加,完全封闭时火焰近似垂直并伴随顶棚射流;相同封闭比例下,火源功率越大,火焰面积越大。基于缩尺试验结果,研究封闭过程中的顶棚烟气温度特性。分析表明:随着封闭比例增加至75%,隧道内出现温度突增,隧道顶棚中心烟气温度提前进入衰减阶段;25%、50%封闭比例会导致火羽流热辐射主导的高温区域向隧道下风侧偏移;拟合了封闭过程中隧道火灾顶棚烟气温度的衰减规律,下风侧顶棚烟气温度衰减呈指数递减关系。采用FDS数值模拟方法,研究了不同封闭比例、不同纵向通风速度和不同火源功率下的隧道火灾烟气蔓延过程。试验结果表明:随着封闭比例增加,烟气逆流长度与厚度增加,较大的纵向通风速度可有效控制烟气逆流与烟气下沉;纵向通风产生剪切流场,破坏烟气层的热稳性;封闭物的出现使隧道出现新的风流涡旋区。结合数值模拟结果,得到了针对本文封闭过程中的烟气逆流长度模型,进一步推导出临界风速拟合式,并分析了该模型与几种典型模型的精准度。结果表明:修正的烟气逆流长度模型与前人的预测模型吻合度较好;临界风速模型与几种经典模型的精准度在8.7%以内。对隧道火灾研究提供了一定的理论参考意义。