近年来,我国经济发展迅速,公路隧道的数量和长度逐渐增加,隧道火灾发生频率也日趋频繁。隧道属于狭长、封闭空间,一旦发生火灾,火灾烟气在隧道内迅速积累、蔓延。大量的高温有毒气体会给被困人员带来严重的危害,同时造成财产损失。隧道中的通风排烟系统,能够有效控制火灾烟气的蔓延,保护人员的安全疏散以及财产安全。在国外许多长大隧道中,均采用半横向排烟方式。本论文以Memorial Tunnel为原型,应用弗劳德相似准则建立1:20的隧道模型,隧道坡度为3.2%。火源功率为11.2kW,位于距离隧道低端较近的1/4位置处。在隧道的顶棚,以火源为中心对称布置了4个排烟口,排烟口的中心间距为1.8m。2个排烟口位于隧道的低端,即火源的左侧。2个排烟口位于隧道的高端,即火源的右侧。通过实验的方式,研究在采用半横向排烟方式的隧道中,烟气的分布、蔓延规律。同时,应用火灾模拟软件FDS5.5.3进行数值模拟,研究火灾烟气的蔓延规律和分布特点。本文的具体工作如下:首先研究了自然排烟状况下,有坡隧道内的温度场分布,隧道坡度为3.2%。研究发现,火源两侧的烟气呈不对称分布。烟气向隧道高端蔓延的距离较远,向隧道低端蔓延的距离较近。然后研究了在不同工况下,排烟口位置对排烟效率的影响。研究发现:(1)在坡度为3.2%的隧道中,模拟得出的规律与实验一致。开启位于火源左侧的两个排烟口进行排烟时,排烟效率最差。开启对称分布在火源两侧的两个排烟口进行排烟时,排烟效率有较大的提升。开启位于火源右侧两个排烟口进行排烟时,排烟效率最高。(2)在水平隧道中,开启对称分布在火源两侧的两个排烟口进行排烟时,排烟效率最高,模拟得出的规律与实验一致。开启位于火源左侧或右侧两个排烟口进行排烟时,排烟效率比较接近,并且排烟效率较低。进而研究了隧道坡度对排烟效率的影响。实验设置了两种隧道坡度,分别为3.2%和0%。研究发现:(1)开启位于火源左侧的两个排烟口进行排烟时,隧道坡度的降低能够提高排烟效率,模拟与实验规律一致。(2)开启对称分布在火源两侧的两个排烟口进行排烟时,实验结果表明,排烟量为128m3/h时,隧道坡度的降低对排烟效率几乎没有影响;排烟量为192m3/h时,隧道坡度的降低能够提高排烟效率。模拟结果表明,隧道坡度的降低能够显著提高排烟效率。(3)开启位于火源右侧两个排烟口进行排烟时,实验结果表明,隧道坡度的降低会导致排烟效率的降低。模拟结果表明,当排烟量为128m3/h时,隧道坡度的降低能够提高排烟效率;当排烟量为192m3/h时,隧道坡度的降低对排烟效率的影响很小。最后研究了水平隧道中障碍物对排烟效率的影响。在火源右侧放置障碍物,模拟隧道中的被困车辆。实验结果显示,在隧道中放置障碍物会导致排烟效率的下降。模拟结果显示,在隧道中放置障碍物会提高排烟效率。