基于FDS仿真火灾温度下隧道衬砌安全评估

为了研究火灾下隧道衬砌的安全性,首先采用火灾模拟软件FDS4.0模拟不同规模的火灾:通过许多小的长方体堆砌建立隧道的实体模型,并采用FDS4.0中的多重网格技术(Multiple Meshes)进行网格划分;然后结合仿真得到横断面的温度场与相应温度下的材料参数,应用荷载-结构模式(即直刚法)对二次衬砌的安全性进行评估。结果表明:小规模火灾下(<20 MW),衬砌的安全性能够得到满足,在较大火灾规模下(≥20 MW),拱顶的安全性得不到满足,而其余部位的安全性满足要求;随着火灾规模的增大,衬砌安全系数逐渐降低,拱顶的安全系数降低梯度最大。最后,对衬砌的耐火措施提出了一些建议。