城市竖井型自然通风隧道内爆炸问题研究

As the excellent behaviors in saving energy, protecting environment and reducing project cost, natural ventilation tunnels with vertical shaft are constructed in many areas. For the traffic of natural ventilation tunnel with vertical shaft is crowd and the environment is relatively closed, internal blast is a huge security threat to natural ventilation tunnel with vertical shaft. Most of research on tunnel under internal blast is about normal transportation tunnel, so it is of theoretical and applied significance to investigate urban natural ventilation tunnel with vertical shafts under internal blast..Based on literature review and scene survey of natural ventilation tunnel with vertical shaft, structure characteristic and the probable internal explosion threat were analyzed. Using the combination method of model experiment and numerical simulation, the distribution characteristics of explosion field, structural dynamic response , destruction range and degree to surrounding environment as well as the relative calculation method of natural ventilation tunnel with vertical shaft when internal accidental explosion happened were investigated, and then protection measures to natural ventilation tunnel internal blast were discussed.

竖井型自然通风隧道通过在隧道顶部开设通风竖井来实现自然通风，节能环保，显著降低工程造价，是当前城市隧道建设积极采用的一种结构形式。城市竖井型自然通风隧道内人、车流量大，环境相对封闭，结构内爆炸是其面临的巨大安全威胁。目前关于隧道内爆炸的研究多针对普通交通隧道进行，因此开展城市竖井型自然通风隧道内爆炸研究具有重要的理论意义和应用价值。.本项目在实地调研和查阅文献的基础上，针对城市竖井型自然通风隧道的结构特点和布局特征，分析其面临的结构内爆炸威胁形式和等级。采用模型试验与数值计算相结合的方法对城市竖井型自然通风隧道发生内爆炸时的爆炸流场及结构动力响应进行分析研究，得到城市竖井型自然通风隧道内爆炸时的爆炸冲击波传播规律、结构动力响应特征、对隧道周围环境和人员的影响范围与毁伤程度及相应的计算评估方法，并对城市竖井型自然通风隧道内爆炸防护措施进行探讨。

竖井型自然通风隧道通过在隧道顶部开设通风竖井来实现自然通风，节能环保，显著降低工程造价，是当前城市隧道建设积极采用的一种结构形式。竖井型自然通风隧道内人、车流量大，环境相对封闭，结构内爆炸是其面临的巨大安全威胁。目前关于隧道内爆炸的研究多针对普通交通隧道进行，因此开展该方面的研究具有重要的理论意义和应用价值。.本项目在查阅文献和实地调研的基础上，针对城市竖井型自然通风隧道的结构特点和布局应用特征，分析了其面临的结构内爆炸威胁形式和等级；建立了竖井型自然通风隧道内爆炸试验模型和数值计算模型并进行了试验和计算，综合试验数据和计算结果分析了竖井型自然通风隧道内爆炸爆炸流场及冲击波传播特性，得到了城市竖井型自然通风隧道内爆炸时的爆炸冲击波传播规律、对隧道外周围环境和人员的影响范围与毁伤程度及响应计算评估方法；采用数值计算方法分析了城市隧道口部道路坡度对内爆炸冲击波传播特性的影响；并对竖井型自然通风隧道内爆炸防护措施进行了探讨。