陈 松，刘乃安，谢小冬，张林鹤，吴 荻，张 阳

(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，合肥，230026)

0 引言

森林地表火蔓延主要受可燃物、地形和气象条件影响，其中填充比是描述可燃物堆积特征的重要参数。填充比(β)定义为单位体积燃料床中燃料体积所占的比例，其表达式为：

(1)

其中，Vf为燃料体积，Vb为燃料床体积，mf为燃料质量，ρb为燃料床的体积密度(kg·m-3)，是燃料床载荷m′(kg·m-2)与厚度δ(m)的比值，ρf为燃料密度(kg·m-3)。目前关于可燃物对地表火蔓延影响因素的研究主要为含水率、载荷等参数，缺乏填充比对火蔓延影响的系统性研究。

Butler等[3]研究了坡度和填充比对火蔓延速率的影响。当坡度低于25°时，填充比较高时火蔓延速率更快。当坡度高于25°时，填充比较低时火蔓延速率更快，作者分析是因为低填充比条件下，燃料床内部对流加热增强。当坡度为-16°～10°，填充比对火蔓延速率的影响较弱。由于文中仅改变了3个填充比，变化范围较小，不能充分研究填充比对火蔓延的影响，因此结论有一定的局限性。

Fang等[4]研究了燃料床孔隙率(与填充比之和为1)对火蔓延速率的影响，通过板压燃料床控制燃料床厚度，从而改变燃料床孔隙率在0.85～0.97范围内变化。结果表明火蔓延速率随孔隙率的增加而增大，作者认为随着孔隙率的增加，进入燃烧区的氧气量也随之增多，燃烧更加剧烈，燃烧区对未燃燃料的热辐射也更强；燃烧区的热辐射可以穿透更远的距离，对未燃燃料的预热增强。

以上文献回顾可以看出，可燃物填充比对火蔓延速率有重要影响，而现有文献中关于填充比影响的研究较少，缺乏系统的实验研究。……