随着我国人口的不断增长及中小型城市的加速式发展,交通拥堵等问题层出不穷,城市地铁轨道交通在交通运输中起到关键的作用。然而地铁隧道一旦发生火灾,将造成巨大的财产损失和人员伤亡,存在着向群死群伤特大事故转化的巨大风险。火灾产生的有毒有害烟气是导致人员伤亡的主要原因,因此研究地铁隧道火灾烟气输运规律十分必要。目前,在地铁隧道火灾烟气输运规律研究中,前人主要研究阻塞物或坡度对烟气逆流长度和临界风速的影响,通过实验和数值模拟得到系列预测模型。本文通过调研发现关于隧道内阻塞物和坡度共同作用下烟气逆流长度和临界风速的研究十分有限,因此本文通过理论分析、缩尺寸实验和FDS数值模拟相结合的方法,对地铁列车阻塞条件下隧道坡度对火灾烟气输运规律的影响展开研究,具体工作包括以下两方面:(1)研究了地铁列车阻塞条件下坡度隧道烟气逆流长度规律。首先通过缩尺寸实验研究了水平无阻塞隧道内烟气逆流长度变化规律,发现烟气逆流长度变化趋势和Weng和Li的烟气逆流长度预测模型吻合度较好;其次通过在隧道内放置阻塞物,采用缩尺寸实验和FDS数值模拟研究阻塞条件下水平隧道烟气逆流长度变化规律,研究发现,与水平无阻塞工况相比,阻塞效应改变隧道内纵向通风风速大小,导致烟气逆流长度小于水平无阻塞工况,同时发现由于地铁列车的存在,烟气逆流长度曲线存在拐点;最后探究了坡度和阻塞物共同作用下烟气逆流长度变化规律,发现随着坡度的增加,烟气逆流长度呈现增长趋势,并根据实验和数值模拟数据提出了坡度隧道烟气逆流长度预测公式。(2)研究了地铁列车阻塞条件下坡度隧道临界风速变化规律。首先根据前文逆流长度模型推导出水平无阻塞隧道临界风速模型,并与Li、Wu、Weng模型进行对比,结果表明,本文实验和数值模型与前人研究结果有较好吻合度;其次在水平无阻塞隧道基础上探讨了阻塞物对临界风速的影响,发现阻塞物作用下临界风速降低57%,降低比例为阻塞物横截面积占隧道横截面积比值;最后对坡度与阻塞物耦共同作用下临界风速变化规律进行研究,发展了适合此场景的临界风速预测模型。