铁路隧道整体式衬砌火灾力学响应特性数值模拟

陈长坤 杨建 陈杰 火灾科学 2015年第01期

摘要:通过ANSYS有限元数值模拟软件,建立了铁路隧道整体式衬砌的二维热力耦合有限元计算模型,基于IS0834标准火灾温升曲线,对不同单双线和不同等级围岩的铁路隧道整体式衬砌(单线Ⅲ级围岩衬砌、双线Ⅲ级围岩衬砌、单线Ⅳ级围岩衬砌、双线Ⅳ围岩衬砌)的火灾力学响应行为进行了数值模拟研究,获得了火灾作用下,不同的铁路隧道整体式衬砌拱顶竖向位移、边墙侧向位移、压应力、剪切应力的变化情况。结果表明:双线整体式衬砌拱顶的竖向位移大于单线整体式衬砌,围岩等级越大整体式衬砌拱顶的竖向位移越大,整体式衬砌承受的最大压应力和最大剪切应力随时间集中在不同厚度层的混凝土区域上。所获得的结论可为铁路隧道整体式衬砌的防火设计和安全性研究提供理论参考。

关键词:衬砌结构火灾数值模拟力学特性

单位:中南大学防灾科学与安全技术研究所 长沙410075 建筑消防工程技术公安部重点实验室 天津300381

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