越来越多的隧道建设在给人们出行生活带来便捷的同时,也大大增加了火灾事故发生的概率;隧道一旦发生火灾,将会对人员生命、财产和本身结构安全产生重大威胁。许多国内外学者已经对通风良好的隧道火灾进行了相关研究,但对非受限出口边界的长隧道火灾自熄特性的研究较少。本文在长20.8米、宽0.45米、高0.23米的1:20缩尺隧道模型内展开了系列实验,对长隧道火灾自熄机理和自熄特性影响因素进行了探究。实验设计液体甲醇为燃料,在隧道内设置距火源3米、4米、5米、6米、8米和10米与65%封堵率的双侧对称障碍物来研究封堵对隧道火灾自熄特性的影响,并在不同壁面隧道内进行相关实验来探究隧道壁面边界对火灾自熄特性的影响。研究表明自然通风模式下,液体甲醇在隧道内发生了自熄,且火源功率越大,自熄时间越短,与前人研究结果一致。当对隧道进行双侧对称封堵时,甲醇自熄时间均少于无封堵隧道;除了障碍物位于距火源8米和10米外,封堵距离火源越近,火源处氧气浓度下降的速率越快,火灾自熄时间越短,对火灾和烟气的控制效果越好。另外,上部封堵隧道的自熄时间相比于下部封堵更短,即障碍物悬垂于顶棚下方更有利于隧道火灾的自熄。因此在进行隧道防火设计时可考虑在隧道顶棚处提前安装类似防火卷帘的封堵构件,以便未来发生火灾时对火灾的及时控制与扑救,并根据火势大小采用合适的封堵距离和封堵率进行封堵灭火。研究发现不同壁面边界的隧道火灾自熄时间基本相同,即隧道壁面边界传热能力大小对自熄时间的影响可忽略;然而防火板壁面会增大甲醇燃烧的质量损失速率,加快火源处氧气浓度的下降速率和一氧化碳、二氧化碳的升高速率,提升火源处的最高温度和隧道沿程温度,容易对隧道结构构成威胁,因此进行隧道火灾安全设计时要注意隧道衬砌材料的选择。隧道底板补风口的存在使得充足的氧气供应火源燃烧,进而顶棚下方烟气的运动速度更快,并不断流出隧道。然而发生自熄的隧道内的烟气在流进空气的惯性拖拽作用下由于温度下降快速沉降地面,同时伴随着距火源8.5米左右的烟气沉降并与空气掺混后回流向火源,阻碍外部空气的进入,导致了隧道补风不足致使火源处氧气浓度降至燃料的燃烧极限使火焰自熄。隧道火灾自熄机理的研究为未来隧道火灾的防治提供了新思路,对火灾的消防救援具有重要意义。