考虑分岔角度和火源位置的地铁分岔隧道火灾临界风速研究

为探究地铁分岔隧道的分岔角度和火源位置对隧道火灾烟气蔓延的影响规律,使用火灾动力学模拟软件FDS对不同火源位置、火源功率以及分岔角度等火灾场景下的地铁分岔隧道烟气温度分布、临界风速进行研究。研究结果表明:地铁分岔联络隧道的临界风速受表征顶棚最高温升系数α和表征分岔隧道分流量的速度损失系数ζ的耦合影响;临界风速时,隧道火源下游烟气温度符合双指数模型衰减;在本文研究的火源功率范围内,分岔隧道内无量纲临界风速与无量纲火源功率的1/3次方成正比;相同火源功率下,分岔角度对临界风速影响较小,而火源位置对临界风速影响较大,火源位于分岔后的临界风速大小约为分岔前的1/(1-ζ)倍。研究结果可为地铁分岔联络通道的通风排烟系统工程设计提供一定程度的参考。

城市轨道交通超长隧道双车追踪模式下火灾烟气控制与人员安全疏散研究

[目的]城市轨道交通发车间隔一般较短,在超长隧道内会出现同方向行驶两列列车的情况,一旦发生火灾容易造成重大财产损失和人员伤亡,因此需对超长隧道双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律和人员安全疏散策略进行研究。[方法]采用FDS(火灾动力学模拟)软件和Path-finder软件,建立超长隧道火灾模型和人员安全疏散模型,对双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律,以及人员疏散进行仿真分析。[结果及结论]双车追踪模式下,前车尾部着火,通过临界风速纵向通风可保证前车火灾安全;火源下游烟气前锋的蔓延速度为3.20 m/s,至600 s时烟气蔓延至后车,620 s时烟气可完全覆盖后车;烟气温度沿隧道纵向衰减很快,且温度衰减符合双指数模型规律。双车追踪模式下,减小联络通道间距可减少人员疏散总时间,对人员疏散时离开列车的时间影响不大;开启列车端门和疏散平台一侧车门,可显著减少人员疏散时间。在超长隧道双车追踪的最不利火灾场景下,人员疏散存在困难,可通过减小联络通道间距保障人员疏散安全。

基于矩法的CRTS Ⅱ型轨道板碳化可靠性研究

为了提出更优的CRTSⅡ型轨道板碳化可靠度分析方法,首先分析了轨道板碳化作用的发生机制,探究了碳化深度模型,然后结合现有研究建立了CRTSⅡ型轨道板碳化的功能函数,最后应用高阶矩法求解了轨道板碳化的功能函数随时间变化的可靠度指标,得到了轨道板碳化功能函数的概率密度函数。计算结果表明:本文采用的矩法所得结果与蒙特卡洛法相近,但采用矩法仅需计算35次,具有高效、准确的特点;CRTSⅡ型轨道板最初服役的碳化可靠度指标满足要求,轨道板处于安全状态,随着服役时间增加,可靠度指标呈下降趋势,直至服役第15 a以后,CRTSⅡ型轨道板碳化可靠度指标已经低于规范要求,服役后期轨道板极易发生碳化失效,将会影响轨道板耐久性,可能影响行车安全。

高速铁路隧道空气动力效应对人员安全的影响研究

为保障高速铁路的安全运行,以我国高速铁路普遍采用的100 m2双线隧道为研究对象,根据三维不可压缩Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型建立隧道、空气和列车数值模型,该模型可以模拟单车正常运行以及存在列车事故2种情形。当列车以120,200,250,300和350 km/h的速度在隧道内运行时,疏散通道上人员所受空气动力的变化规律和分布特征,并进一步分析空气动力对人员安全的影响。研究结果表明,空气动力随着时间和空间的变化而变化,人员应避免在危险时段活动,单车正常运行和存在列车事故2种情形下空气动力均有可能威胁人员安全,因此需要采取有效措施避免事故发生。

高速铁路双线隧道列车风特性与人员安全性分析

根据三维不可压缩Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,以我国高速铁路普遍采用的100m2双线隧道为研究对象,对高速列车在隧道内运行时列车风的变化规律和分布特征进行了深入研究,计算隧道内两侧疏散通道上不同位置在列车运行过程中的最大风速,进一步分析在列车风作用下人员的安全性.研究表明:列车风是随时间和空间而变的复杂三维流动,人员应避免在危险时段活动,单车正常运行和存在列车事故时列车风均有可能对人员造成安全威胁,需采取相关措施避免事故发生.

竖井对高速铁路隧道列车风的影响研究

根据三维不可压缩Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,以带有竖井的高速铁路隧道为研究对象,建立隧道-竖井-列车-空气三维数值模型,列车运行速度为350 km/h,研究高速铁路隧道竖井交叉结构段列车风的时程变化规律和空间分布特点,分析竖井面积、长度和交叉角度对列车风的作用效果,判定高速铁路单、双线隧道交叉结构段列车风最不利情况。研究结果表明:隧道线路上方典型位置处纵向列车风速度峰值分别是横向列车风和竖向列车风的4.4倍和2.6倍;列车车头经过隧道交叉结构段时,该位置纵向列车风形成涡流,单线隧道处其速度超过20 m/s;竖井会造成隧道交叉段45 m范围内的列车风速度大于一般结构段;高速列车经过单、双线隧道交叉结构段时,典型位置处纵向列车风的速度最大值分别为20.16和18.20 m/s。

地铁入口处缓冲结构对车体压力的影响研究

为了将地铁瞬变压力的波动控制在人体舒适度范围内,根据三维不可压缩Navier-Stokes方程和标准k-ε紊流模型,以22.73 m2的地铁区间矩形隧道为研究对象,建立隧道-列车-空气数值模型,分析地铁隧道中列车特征部位压力和压力梯度的变化规律和影响因素。研究结果表明:列车运行速度超过100 km/h后,有必要在地铁入口处设置缓冲结构;缓冲结构降低压力最大值的效果并不显著,但降低压力梯度最大值的效果显著;喇叭型缓冲结构是优选的地铁入口降压措施;缓冲结构的最佳长度为2倍隧道水力直径;缓冲结构的横断面积越大,其降压效果越好;缓冲结构的最佳开孔率为30%左右。

地铁隧道火灾烟气蔓延和人员疏散效率研究

地铁隧道属于狭长受限空间,发生火灾后具有烟气蔓延速度快、人员救援难度大等特点。疏散平台和疏散门作为火灾时人员逃生的主要途径,合理的设置可提高人员疏散效率,保障人员安全。研究地铁隧道人员安全疏散可靠度,可为安全疏散设施设置提供决策依据。为研究地铁隧道火灾时隧道内火灾烟气特性和人员疏散的效率,基于Fire Dynamics Simulator(FDS)和Pathfinder模拟的手段,建立地铁隧道火灾模型和人员疏散模型,分析地铁隧道火灾烟气扩散规律,研究疏散门间距和疏散通道宽度对人员疏散效率的影响。研究结果表明:在2.3 m/s的纵向通风条件下,即便车厢内存在少许烟气,仍可将地铁区间隧道内的烟气控制在火源的下游侧。依据地铁隧道内温度、能见度以及CO浓度等因素确定的人员可用安全疏散时间为30 min。在疏散门间距为150 m的条件下,疏散平台宽度和疏散时间之间相应的拟合关系式为t=−604.55w+1230;在疏散平台宽度为0.7 m的条件下,疏散门间距和疏散时间之间相应的拟合关系式为t=−0.075b+22.03b−809.2。在满足建筑界限的同时,为达到较高的人员疏散效率,可将疏散平台宽度和疏散门间距分别设定为1.2 m和80 m。

盖挖逆作法深基坑施工对周边建筑群的影响研究

在城市繁华地区修建地铁车站,可采用盖挖逆作法。这样做,可以减少施工对周边环境和路面交通的影响。但是,基坑开挖过程中产生的加载和卸载作用会使周围土体发生多次变形,进而引发建筑物沉降和倾斜。以天津地铁4号线盖挖逆作法施工的某地铁车站基坑为研究对象,利用数值模拟的方法计算基坑开挖过程中周边建筑群的沉降值和倾斜率,并探讨了工程保护措施和监控量测设计,以期为盖挖逆作基坑开挖诱发建筑物沉降和倾斜问题提供了数值计算案例和保护措施参考。

竖井对高铁隧道内接触网风致振动的影响

高速铁路接触网属于复杂的空间耦联体系,其支持结构一直是我国高速铁路系统的薄弱环节。为给高铁隧道内接触网的设计和施工进一步提供理论依据,基于三维不可压缩N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型理论,建立隧道-竖井-列车-空气三维CFD数值模型。基于ANSYS Workbench平台,结合流固耦合计算方法等手段,确定竖井对交叉段内接触网支持结构的不利影响范围以及最不利位置,探讨竖井对交叉段列车风影响的机制,分析不同竖井面积、竖井高度以及竖井交叉角度分别对接触网振动的影响规律。研究结果表明:与横通道-隧道交叉段相比,竖井-隧道交叉段对接触网支持结构风致振动的不利影响更为显著。最不利断面位于竖井前方10 m处,接触网支持结构上最不利位置位于定位点处。竖井-隧道交叉段内最不利位置处接触网振动响应指标(加速度和动位移)与竖井面积呈正相关关系、与竖井高度和交叉角度呈负相关关系。单线隧道条件下接触网振动响应较双线隧道显著。对于单线隧道,竖井设计参数推荐采取面积14 m^(2),高度100 m,交叉角度120°;而对于双线隧道,推荐采取面积40 m^(2),高度100 m,交叉角度90°。

超浅埋隧道施工变形特征实测研究

当隧道埋深达到超浅埋隧道标准时,围岩应力状态和支护结构内力状态会变得极其复杂,严重降低隧道施工安全性,因此,有必要针对超浅埋隧道施工过程中的各项变形特征开展研究。以胡营西山隧道为工程背景,对净空收敛、拱顶沉降、地表沉降、钢拱架应变及二次衬砌应变进行全程监测及实测数据分析。主要结论如下:1)超浅埋隧道地表沉降均呈沉降槽分布,最大值在隧道顶部;2)周边收敛和拱顶下沉均随时间递增,且前期增速较大,后期趋于平稳;3)钢拱架初期应变值增长较快,每一台阶开挖都会对应变造成一定的影响,使应变发生重分布;4)因为混凝土凝结过程放热,二次衬砌的初期应变值都由拉应变转变为压应变,前期拉应变快速增长。

盾构下穿运营高铁隧道监控量测技术研究

盾构下穿运营高铁隧道施工具有较大风险,超过控制标准的轨道沉降、水平位移和几何状态均可能威胁高铁列车行车安全,对施工控制和监控量测要求极高。基于长沙地铁3号线湘龙站—星沙站区间下穿京广高铁浏阳河隧道工程,提出了监测范围、项目、方法、频率、周期、控制值等监测设计要点,探讨了监测数据分析、处理、共享、校核等信息反馈程序,研究了监测信息与行车指挥控制系统的联动机制,为盾构下穿高铁隧道信息化施工提供了技术支撑。

城市隧道湿喷混凝土施工工艺及质量控制

在城市隧道中使用湿喷混凝土技术,能极大地改善城市隧道内的施工作业环境,可以缩短喷射混凝土的作业时间,同时,提高喷射混凝土的品质及质量。以城市暗挖隧道湿喷混凝土施工为背景,在深入研究国内外城市隧道湿喷混凝土技术的基础上,对城市暗挖隧道湿喷混凝土的施工工艺及质量控制进行了探讨,可为类似工程提供技术参考。

盾构下穿运营高铁隧道风险控制措施研究

盾构下穿施工会对上方高铁隧道造成一定影响,如不均匀沉降、结构内力增加等,存在威胁高铁安全运营及隧道结构产生裂损等风险。基于中国首例盾构下穿运营高铁隧道工程,在深入研究盾构施工控制技术的基础上,对盾构下穿运营高铁隧道风险控制措施进行了探讨,提出了主要技术控制措施和盾构施工控制措施,保障了盾构下穿运营高铁隧道的顺利实施。

盾构下穿运营高铁隧道应急保障措施研究

在盾构下穿运营高铁隧道的施工过程中,可能出现各种突发情况,一旦发生突发情况需要立即采取应急措施,确保列车运行和盾构施工处于安全状态。在深入研究既有高铁隧道和新建盾构隧道可能出现的突发情况基础上,对盾构下穿运营高铁隧道应急保障措施进行了探讨,可为类似工程提供技术参考。

长沙地铁3号线“先隧后站”区间风井甩项工程研究

在城市轨道交通工程建设过程中,受制于工期、用地协调等因素,常遇到“先隧后站”的情况,尤其是既有隧道已运营,需在隧道侧面和正上方施工甩项工程区间风井,存在较大的施工风险及运营风险,同时加大了设计的技术难度。文章对长沙轨道交通3号线月湘区间风井甩项工程进行研究,建立风井各施工阶段对既有隧道影响的有限元模型,计算分析各工况对既有隧道影响的数据,将设计方案优化调整,并提出施工方面建议,确保工程安全实施的同时节约了成本,为轨道交通类似项目提供了技术参考。

研究生科研创新项目管理模式的优化研究

研究生教育是一个国家最高层次的教育，研究生科研创新能力的提升是高等教育的主要目标之一。在目前研究生大规模扩招和实施“研究生创新工程”的背景下，本文立足于优化研究生科研创新项目的管理模式，基于对高校研究生科研创新项目的特征分析，针对其固有特性，构建了高等学院研究生科研创新项目管理模式的新方法。