摘要：通风特性是影响城市隧道内外环境的关键,为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律,获得隧道总风量及分流比的高效控制策略,基于相似理论,设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型,研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统(该系统在风速u≥2.5 m·s^-1时,比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则),进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明:隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应,当调节某通风段射流升压力时,该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大,与之并联的通风段,风量随射流升压力的增大而减小;总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素,调节分流前主线段射流升压力不改变分流比,但对控制隧道总风量变化最为高效,单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·(N·m^-2)^-1;调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限,但能有效控制分流比,单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为(-4.43,4.16)%·(N·m^-2)^-1;利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境,利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境,是最为高效的通风控制方法。

关键词：隧道工程 通风特性 比尺模型试验 带出口匝道隧道 联动耦合效应 

单位：浙江大学建筑工程学院; 浙江杭州310058; 西安石油大学电子工程学院; 陕西西安710065; 浙江大学浙江省海洋岩土工程与材料重点实验室; 浙江杭州310058