火灾作用下隧道衬砌结构变形理论分析模型

火灾作用下衬砌材料力学性能的劣化会引起隧道结构的损伤,变形量的增大,危害隧道运营安全。基于几何和材料非线性理论,综合考虑火灾作用下衬砌结构中温度的非线性分布,材料力学性能的高温劣化及热膨胀等因素的影响,提出用于描述火灾作用下隧道衬砌结构变形行为的理论分析模型。在此基础上,给出半圆形隧道在火灾作用下截面转角及径向变形的解析解,分析火灾持续时间对衬砌变形行为的影响规律,可为隧道结构防火设计及灾后评估提供理论依据。     

A time-dependent stochastic grassland fire ignition probability model for Hulun Buir Grassland of China

Grassland fire is one of the most important disturbance factors in the natural ecosystems.This paper focuses on the spatial distribution of long-term grassland fire patterns in the Hulun Buir Grassland located in the northeast of Inner Mongolia Autonomous Region in China.The density or ratio of ignition can reflect the relationship between grassland fire and different ignition factors.Based on the relationship between the density or ratio of ignition in different range of each ignition factor and grassland fire events,an ignition probability model was developed by using binary logistic regression function and its overall accuracy averaged up to 81.7%.Meanwhile it was found that daily relative humidity,daily temperature,elevation,vegetation type,distance to county-level road,distance to town are more important determinants of spatial distribution of fire ignitions.Using Monte Carlo method,we developed a time-dependent stochastic ignition probability model based on the distribution of inter-annual daily relative humidity and daily temperature.Through this model,it is possible to estimate the spatial patterns of ignition probability for grassland fire,which will be helpful to the quantitative evaluation of grassland fire risk and its management in the future.     

火灾高温作用下波纹腹板钢梁剪切屈曲系数研究

波纹腹板钢梁具有优良的抗剪切性能,在常温条件下,它的剪切屈曲模式通常有3种：局部剪切屈曲、总体剪切屈曲和相关剪切屈曲。根据火灾燃烧不同时刻波纹腹板钢梁的温度变化,考虑火灾高温对结构钢材料性能的影响,研究了波纹腹板钢梁在火灾高温作用下的3种剪切屈服模式,给出了高温下波纹腹板钢梁临界剪切屈曲应力和剪切屈曲系数的计算表达式,分析了其随火灾温度的变化趋势,提出在进行火灾高温作用下的波纹腹板钢梁的力学性能分析时,应首先根据钢梁剪切屈曲系数的变化,准确判断其在火灾燃烧不同阶段所处的受力状态,从而使火灾高温下波纹腹板钢梁的受力分析更加精确合理。     

特长公路隧道集中排烟方式研究

纵向通风排烟是我国长大公路隧道发生火灾时通风的主要形式,目前开始应用一种新型的特长公路隧道纵向通风集中排烟方式。本文借助CFD三维数值模拟技术,对两种排烟方式在火灾时的烟气控制效果进行了对比分析,研究了顶部设排烟道时,不同排烟开口大小和排烟口间距对隧道火灾时排烟效果的影响。研究表明：顶部设排烟道排烟较纵向通风排烟有较好的烟气控制效果,排烟口的设置间距和开口大小将影响隧道火灾时的排烟特性。     

火灾及爆炸共同作用下平面约束钢梁的非线性分析理论

采用非线性铁木辛柯梁单元,结合一种新的温度-率相关本构方程,推导了单元切向刚度矩阵,并编制了有限元程序。该程序可用于进行火灾或爆炸冲击过程中梁的响应分析,亦可用于两者共同作用下梁的耦合响应分析。基于弹性铁木辛柯梁挠曲线方程构造三次插值位移场,同时考虑了梁变形的几何非线性效应并采用了Green-Lagrangian应变,再结合非线性的本构关系,该理论能较完整地考虑火灾及爆炸诸多工况组合下平面约束钢梁可能发生的多种效应。通过对工字型等截面直梁火灾升温及爆炸3种荷载组合形式下的响应分析,验证了理论模型的合理性。     

一种改进的林火蔓延模型及其实现

为了研究林火蔓延的动态模拟问题,结合元胞自动机原理,对现有的林火蔓延数学模型进行改进,提出一种新的模拟林火蔓延模型。该模型充分表达了可燃物类型、温度、湿度、坡度、风速和风向等林火蔓延影响因子在元胞空间中的作用形式,通过求解出燃烧元胞向摩尔(Moore)型邻域中八个方向元胞的林火蔓延速度,来确定元胞状态演变规则函数。最后,利用地理信息系统二次开发技术将该模型表达成计算机算法,实现了不同条件下的林火行为的仿真模拟。     

古人类用火研究及其进展

火的使用在人类进化过程中发挥了非常重要的作用。学术界对于人类使用火的历史与过程做了大量的研究,检验古人类遗址区域是否发生过燃烧事件的技术手段也在不断地进步。通过对南非开普敦Wonderwerk洞穴、以色列Qesem洞穴、北京周口店猿人洞以及湖北黄龙洞等地古人类用火相关文献的系统调研和归纳总结,认为探讨一个遗址是否存在古人类主动用火时,首先要获取该遗址的文化考古和地层资料,确定是否曾发生过燃烧事件,然后分析是何物质发生燃烧,以及与人类活动的联系。分析表明,目前还没有任何单一的方法可以确定更新世早期的古人类用火信息,多种方法的结合才可能得到比较准确的结论。选择宏观形态分析初步判断有火活动的区域,利用傅立叶红外光谱(FTIR)、元素碳含量分析等地球化学手段确定火事件发生的确切证据,再利微观形态及微地层分析对完整沉积物进行系统研究以揭示其就地用火的可能性,从而形成古人类用火的完整证据链。由于碳稳定同位素在植被、气候与人类活动相互联系方面的广泛应用,在古人类用火研究引入这一技术手段,可为该领域提供新的研究方法和思路。     

基于G1S确定城市地震次生火灾高危区方法的研究

本文采用建筑物震后火灾发生与蔓延危险性分析的概率模型,给出建筑结构在地震破坏状态下的次生火灾发生的概率。通过综合分析其它影响因素,给出判定城市地震次生火灾发生的高危险区的方法。并在GIS(Geograpllic Information System)下实现对城市地震次生火灾高危险区的划分。     

旋挖钻机在急倾斜煤层火区治理中的取煤试验

针对正晖煤业昌元煤矿火区治理的特点,提出旋挖钻机在急倾斜煤层进行取煤的试验要求。而在倾斜工况下的旋挖采煤属于非正常工况作业,试验中进行了钻机晃动量、工作时整机晃动量、各钻进参数的变化、动力头驱动键的磨损情况、钻杆桅杆的变形程度以及出煤效率的综合评估。根据4种直径钻具的试验结果,得出了常规钻具的最优直径选择,并提出了在火区煤带,利用旋挖钻机全护筒作业方式进行“微创”治理的可行性探讨。     

森林防火减灾信息系统的设计开发——以四川省遂宁市为例

森林资源是极其重要的自然资源。利用3S(GIS、RS、GPS)技术、数据库技术,以及网络技术建立森林防火信息系统对减少森林火灾损失具有重要意义。本文以四川省遂宁市为例,对该市森林防火信息系统的结构和功能、系统的数据库进行了设计、建设。该系统数据库的数据主要有1:1万地形图,1:1万森林资源二类调查数据,气象站点数据,扑火力量分布数据,了望站点分布数据,扑火物资储备数据,林业管理机构分布数据,以村或乡镇为单位的人口、经济统计数据及遥感影像数据库。该系统的主要功能包括数据的处理和管理,森林火险等级评价,森林火灾监测,林火趋势模拟和预测,最佳扑火路径分析,防火扑火预案制定,防火扑火决策,灾害损失评估,灾后重建辅助决策,相关图、表和报告制作等功能。在系统的搭建过程中,采用MicrosoftVisualStudio2005作为开发平台,利用Ar-cEngine组件对象模型进行软件系统的开发,采用SQLServer2005数据库管理系统和ArcSDE9.2空间数据库引擎来实现该系统的数据管理。该系统的建立对该市森林防火和森林资源管理等均具有重要意义。