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城市地下综合管廊作为21世纪新型城市市政基础设施建设的重要标志之一,具有改善城市功能、提高城市综合承载力的作用。依据《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)及住房和城乡建设部2016年推进综合管廊建设会议中关于“燃气管线入廊”的相关要求,一旦管廊内燃气泄漏并发生爆炸,对城市安全发展和社会稳定将造成严重威胁。研究城市地下综合管廊燃气爆炸灾害效应时空演化规律及相应的防控策略,对城市地下综合管廊安全运营具有重要的指导意义。主要研究内容如下:(1)小尺寸可视化管道爆炸实验及数值模型有效性验证。基于自行搭建的小尺寸甲烷爆炸实验平台与文献中大尺寸甲烷爆炸实验数据,采用FLACS软件建立相应的数值模型对实验工况进行模拟,模拟结果与实验数据吻合度较好,验证了数值模型的有效性和适用性。(2)综合管廊燃气爆炸灾害效应时空演化规律分析。建立综合管廊燃气爆炸数值模型,进行网格敏感性分析,确定计算的最优网格。探究了管廊部分填充预混气云时,爆炸超压、火焰及温度的时空演化规律。结果表明:由于管廊末端超压反射叠加的作用,末端的超压值和超压振幅均大于其他位置;综合管廊燃气爆炸属于典型爆燃,火焰区长度远大于预混区长度;爆炸温度峰值随距离的增加不断降低,点火端至温度骤减位置的长度与火焰区长度保持一致。(3)不同影响因素对综合管廊燃气爆炸灾害效应时空演化规律的影响分析。分析了不同因素对综合管廊燃气爆炸超压、火焰传播速度及爆炸温度的影响规律。结果表明:管线数量与预混气云体积的增大会提高爆炸超压与火焰速度;点火源位置对超压的影响在远离点火端的另一封闭端更为明显;当量比浓度稍高于化学当量比浓度时,爆炸后果更严重;各影响因素对温度的影响相对较小。(4)综合管廊燃气爆炸灾害泄爆防控。建立综合管廊泄爆数值模型,研究了管廊完全充满预混气云时的泄爆规律,分析了通风口不同长宽比及泄压板不同开启压力对爆炸后果的削减作用。结果表明:通风口的设置对管廊的爆炸超压峰值和温度峰值削减作用显著;通风口长宽比越大,超压峰值越小,温度峰值越小,火焰速度越大;泄压板开启压力越大,超压峰值和温度峰值越高,火焰速度随开启压力的增大先增大后减小。