近年来我国隧道建设在综合国力的增强下得到迅猛发展,随之而来的是交通隧道火灾事故,近年来频繁发生。现有的交通隧道火灾事故排烟模式中,集中排烟系统因能有效的将烟气通过集中排烟口排出隧道,有利于人员逃生,得到广泛的运用。本文在安装有集中排烟系统的模型隧道内进行了一系列的火灾烟气控制实验,研究了隧道火灾烟气层卷吸特性、烟气层吸穿机制以及纵向风与集中排烟系统协同作用下顶棚下方烟气特征参数分布,主要研究内容如下:本文通过实验研究了顶棚集中排烟作用下隧道火灾一维烟气运动阶段的羽流水平卷吸系数。研究发现水平卷吸系数随火源功率的增加而增大,当火源功率一定时,水平卷吸系数随集中排烟速度的增大而减小。并在一维水平运动阶段,揭示了卷吸系数与顶棚集中排烟系统之间的变化关系。研究了多点集中排烟系统隧道火灾烟气层厚度特征以及“吸穿”现象。结果表明,使用类内方差法和积分比法计算的烟气层厚度与实验目测记录值吻合较好。且在同一个火源功率下,烟气层发生吸穿时的速率和烟气层无量纲厚度(烟气层厚度与隧道高度的比值)随着点式集中排烟口数量的增加而减小。研究了纵向风与顶棚集中排烟耦合作用下的抑制隧道火灾烟气逆流的临界速度特征。研究发现,在无量纲火源功率不变时,临界风速随顶棚集中排烟速度的增加而减小,临界Froude数随排烟质量流量的增加而增大。最终建立了顶棚集中排烟系统作用下抑制隧道火灾烟气逆流的临界速度的无量纲模型。