营儿岭隧道排烟竖井井深88 m,成井直径5.2 m,所处地层为太古界中风化花岗片麻岩,地质围岩级分别为IV级、V级,极易发生塌方、掉块。通过使用专业岩土软件MIDAS/GTS NX,模拟营儿岭隧道这种复杂地质条件下的开挖与支护过程,总结其开挖过程中的围岩应力变化规律,并对其衬砌支护提出优化建议。
以某顶部竖井自然通风隧道为原型,自主研发了110缩比例隧道模型实验平台,开展多竖井隧道自然通风排烟实验,观察不同顶部竖井设计工况的排烟效果,并测量烟气逆流距离、纵向温度分布、顶棚附近烟气最高温度、烟气纵向扩散速率和烟气的沉降速率,为顶部竖井的优化分析提供数据支持。教学实践表明,采用正交试验法设计实验工况,既减少了实验工作量,又保证了实验结果的有效性,同时帮助学生深刻理解顶部竖井自然通风排烟的基本原理,培养了学生的团队合作和探索创新的能力。
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