复材隧道逃生管道冲击数值模拟及试验研究

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的抗冲击性能进行了数值模拟,并进行了足尺试样冲击试验。对比现场冲击试验数据与数值模拟结果可得:(1)左端冲击时,端部的冲击变形最大,越往内侧变形量越小;中部冲击时,冲击点附近管道呈下凹趋势;(2)管道试样的冲击变形数值模拟预测结果与试验结果吻合良好;(3)所提出的新型逃生管道结构经300kg落锤7m高度下落冲击后,管道内部最小净空高度大于450mm,可以满足施工人员低姿匍匐逃生的安全空间要求。

复材隧道逃生管道结构设计与冲击试验研究

提出了一种内、外层为玻璃钢、芯层为树脂陶粒混凝土的新型逃生管道结构,基于环刚度准则对逃生管道进行结构优化设计.首先将ABAQUS有限元软件数值模拟结果和环刚度试验数据进行了对比,验证了数值模拟的准确性.然后以减重为目标,以环刚度S≥50 k N/m2为约束,优化逃生内蒙皮、外蒙皮和芯层的厚度.最后进行了新型逃生管道的现场冲击试验.研究表明,基于环刚度准则的隧道逃生管道设计不仅能显著地降低结构重量,而且经300 kg落锤7 m高度下落冲击试验后,管道内部最小净空高度大于550 mm,可以满足施工人员低姿匍匐逃生的安全空间要求.

基于有限元的复材隧道逃生管道关门塌方数值模拟

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的关门塌方性能进行了数值模拟。结果表明:(1)关门塌方模拟时,随着围岩等级的增加,逃生管道所受的应力增加,三车道隧道逃生管道所受的应力最大,不同坍塌位置对逃生管道应力影响不大;(2)所提出的新型逃生管道在关门塌方模拟时,均满足应急逃生需求。

竹缠绕复合材料隧道逃生管研发与应用

传统隧道逃生管由于质量较重、移动不便等问题导致日常使用率不高,造成了较大的安全隐患。竹缠绕复合管是以竹子为基材的新型生物基材料,继承了竹子的各项优良力学性能,并且相对密度较小,生产过程碳排放量低。本文阐述了所设计的用于逃生通道的竹缠绕复合管,确定了其截面尺寸,并通过试验进行了力学验证,结果表明竹缠绕复合管优于主流使用的PE管。通过理论分析和有限元模拟两种方法,计算了冲击碰撞工况下竹缠绕复合管受力情况,并模拟计算了极端静载工况下管材的受力情况,结果表明竹缠绕复合管应用于隧道逃生通道是可行的,并简述了其主要应用优势。所研发的低碳、轻质、自动式竹缠绕复合管逃生通道,成功在高铁隧道项目进行了应用,并取得了良好的经济效益和环保效益。

隧道交通智能逃生引导系统设计

针对隧道内发生事故时内部特殊环境对救援工作及人员撤离造成的不利影响,设计了一套智能逃生引导系统。该系统采用远程控制、声光报警、疏散标志以及信息板提示等设备来帮助隧道内人员及车辆快速逃离灾害现场,并开发软件实现隧道逃生系统的管理,完成对横洞主控模块的定时监测并将运行状态存入数据库,便于隧道管理处的管理人员统计分析,及时维护设备。该系统采用智能化设计,设备可靠,可智能引导逃生人员及车辆快速安全撤离,减少人员伤亡及经济损失。

边部呼吸区对撞送风隧道火灾逃生系统

本文介绍了一种水平垂直相结合的呼吸区对撞送风隧道火灾逃生系统(HVES),它可以用来创造一个干净、安全的逃生通道。比较了HVES与传统五种通风系统内烟气浓度,对HVES喷口速度进行了优化分析。讨论了火源热释放率(HRR),火源高度和HVES与半横向排烟相结合通风的影响。研究表明:HVES与传统五种通风系统相比,HVES能够营造一个非常明显的无烟气的逃生通道。HVES系统中V1:V2>2.33时,逃生通道内能见度整体均值保持在29 m以上,CO浓度均值下降到10 ppm以下,温度均值下降到60℃以下。在HVES个性化通风的基础上,当增加了排风式半横向通风系统时逃生通道内距离火源最近点的最高温度从117℃降到60℃,有利于逃生通道内人员疏散。

隧道智能逃生诱导系统

面对数量庞大的公路隧道,如何保障在役隧道的运营安全、严防隧道内重特大交通安全事故发生,在发生事故后如何诱导隧道内人员通过最短的逃生路径逃生至对向隧道,成为各地交通运输主管部门急需解决的问题。本文结合隧道车行和人行横洞,提出隧道运营安全和事故发生后的智能诱导解决方案,通过声光电等多种诱导方式引导遇困人员通过最短的路径逃生至对向隧道,提升现场人员的自救能力,减少事故伤亡,开展有益的探索和实践。

地下隧道竖向疏散现场试验研究

近年来,隧道的疏散设计中普遍应用竖向疏散模式,但该模式的安全性缺少真实试验数据支撑和验证。为探究隧道竖向疏散模式下的人员疏散行为特征及关键参数,采用现场试验的方法,在某隧道内搭建火灾时的交通堵塞场景,组织188名参与者(109名男性,79名女性)开展大规模人群疏散研究,针对人员疏散时间、疏散行走速度、疏散楼梯人员通行能力、疏散楼梯盖板开启时间等参数进行分析。研究结果表明:1)隧道火灾时,人员疏散受到隧道熟悉度和疏散引导的显著影响,在紧急疏散过程中更容易发生拥堵,疏散引导可极大地改善人员的出口及路径选择,提高疏散效率。2)交通堵塞状态下,人员疏散行走速度因隧道熟悉度的提高和疏散引导而显著提高。行车道上,男性和女性的平均速度分别由1.38 m/s、1.39 m/s提高至1.94 m/s、1.99 m/s。但在下部安全疏散通道内,参与者出现懈怠和放松的情绪,平均疏散行走速度会略有降低。应考虑在疏散通道内设置一些警示标志以督促引导人员疏散。3)入口宽度为1.09 m的疏散楼梯的最大人员通行能力为38人/min;男性参与者开启楼梯盖板的平均时间为7.5 s,女性参与者开启楼梯盖板的平均时间为12.6 s,相比于女性,男性参与者更容易打开楼梯盖板。研究结果可为隧道疏散逃生方案设计、运营管理提供真实试验数据参考,提高隧道防灾疏散水平。