随着我国高速铁路的快速发展,高速铁路以及高速列车已经成为了我国现代交通的重要组成部分和经济发展的重要基础设施。高速列车火灾热释放速率是高速列车防火设计、火灾安全评估以及隧道通风系统设计时需要考虑的重要技术参数。然而,高速列车火灾热释放速率的影响因素较多,如列车材料、部件、火源位置和功率、车厢通风口面积以及隧道通风风速等,现有的热释放速率理论计算方法都不能准确地得到高速列车火灾的热释放速率值,而通过数值模拟和全尺寸列车火灾试验的方法虽然能够得到较为准确的热释放速率值,但需要花费大量的时间,且全尺寸列车火灾试验的成本较高。因此,如何简单、快速、准确地计算高速列车火灾热释放速率已经成为了一个亟需解决的问题。本论文通过理论分析、数值计算以及试验相结合的方法对高速列车火灾热释放速率展开了深入的研究。通过锥形量热仪和燃点测定仪燃烧试验,得到了我国新型高速列车车厢主要部件可燃材料的单位面积热释放速率、产烟量以及燃点等详细数据。基于高速列车车厢结构和材料燃烧试验结果建立了高速列车火灾数值计算模型,分析了网格尺寸对数值计算结果的影响,并通过高速列车部件燃烧试验以及文献中的全尺寸列车火灾试验数据对本文中数值计算方法的有效性进行了验证。然后,通过数值计算方法对高速列车车厢内火焰蔓延的基本特性进行了研究,揭示了火焰在高速列车车厢内的蔓延规律。在高速列车车厢火灾发展的初期阶段,火焰沿火源上方顶板向高速列车车厢的两端蔓延,引起列车端部材料燃烧,然后在顶板热辐射的作用下引起座椅和地板燃烧。在火灾发展的过程中,火焰在高速列车车厢内的平均蔓延速率为2.21 m/min,略高于火焰在地铁列车车厢内的平均蔓延速率。火焰在车厢内的蔓延过程受火源功率、火源位置和隧道通风风速的影响,其中火源功率和隧道通风风速对火焰蔓延速率的影响很小,但火源功率越大,火焰开始沿车厢长度方向蔓延的时间就越早,当通风风速大于4 m/s时,火焰很难在车厢内蔓延。由于高速列车车厢内各部件所处空间位置的差异,各部件表面的温度分布差异较大,其中顶板材料表面的温度最高,其燃烧强度和对火灾热释放速率的影响也是最大的,而地板材料表面的温度最低,其燃烧强度和对火灾热释放速率的影响都最小,因此在建立高速列车火灾热释放速率计算方法时应该考虑部件燃烧强度对火灾热释放速率的影响。以车厢顶部烟气层温度达到600℃作为火灾轰燃的判定依据,对高速列车车厢火灾的轰燃特性进行了研究。在火灾发展的过程中,轰燃沿车厢长度方向匀速扩展,其平均扩展速率为1.85 m/min,且离火源越远的车厢区域的轰燃强度越高。然后,分析了火源功率、火源位置以及隧道纵向通风风速对轰燃时间的影响。研究结果表明,随着火源功率增大,火灾轰燃沿车厢长度方向的扩展速率增大,而随着隧道纵向通风风速增大,轰燃的扩展速率减小。通过比较不同火源位置下车厢内的火焰蔓延、车窗破裂时间以及轰燃时间,可以表明高速列车车厢端门墙角处（火源位置1）是最不利的火源位置,因此可以将火源位置1作为高速列车设计火灾中的最不利火源位置。通过数值模拟得到了高速列车火灾的热释放速率曲线,火灾达到峰值热释放速率的时间为1040 s,与瑞典SP的研究结果接近。通过分段监测高速列车车厢火灾的热释放速率曲线,发现火源段车厢热释放速率达到峰值的时间与整车热释放速率达到峰值的时间相同。然后,分析了高速列车车厢通风口面积对火灾热释放速率的影响,研究结果表明:高速列车火灾的峰值热释放速率与车厢通风口面积呈指数增长的关系,当高速列车的车窗玻璃可以在火场中自然破裂时,高速列车火灾的类型更接近于燃料控制型。此外,还分析了火源功率、火源位置以及隧道纵向风速对火灾热释放速率的影响,其中不同火源功率下的火灾峰值热释放速率最大差异约为7.7%,而不同火源位置下的火灾峰值热释放速率最大差异约为16.5%。高速列车火灾峰值热释放速率与纵向风速呈指数递减的关系,纵向风速对车厢内各材料燃烧表面的冷却作用要大于氧气供应作用。在火灾发展过程中,材料的燃烧面积是热释放速率计算的关键。本文中基于材料燃烧时的火焰蔓延速率建立了热释放速率计算方法,即空间时序叠加法。然后根据高速列车车厢材料的单位面积热释放速率和空间时序叠加法,得到了高速列车火灾热释放速率的计算模型,并分别根据车厢内各部件材料燃烧强度的变化和火灾轰燃强度变化,对计算模型进行了修正。最后将本文建立的热释放速率计算方法与现有的几种高速列车火灾热释放速率计算方法进行了比较。结果表明通过计算模型得到的热释放速率曲线与FDS模拟得到的热释放速率曲线吻合,最大相对误差小于25%。