风雪流对铁路路堤的响应规律数值模拟分析

作     者：李舟 薛春晓 石龙 LI Zhou;XUE Chunxiao;SHI Long

作者机构：中铁西北科学研究院有限公司兰州730000 西南交通大学土木工程学院成都610031 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2021年第65卷第9期

页      面：34-39页

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家科技部科研院所专项资金(2014EC123035) 

主　　题：风雪流 铁路路堤 流场结构 雪阻效应 响应规律 数值模拟 

摘      要：受全球极端气候影响,北方地区冬季风吹雪灾害频发,严重威胁铁路的安全运行。为减轻冬季风吹雪地区铁路雪阻现象带来的安全隐患,基于计算流体力学软件中的欧拉双流体非稳态模型,对路堤周围的风雪流运动特征进行数值模拟,并分析路堤断面设计参数对其雪阻效应的影响。研究结果表明:气流受路堤扰动后速度重新分布,分别在迎风坡和背风坡形成气流减速区和紊流区,在路堤顶面气流分成两层,贴近地表的下层气流速度大幅度降低,形成弱风区,上层气流速度得到加强,形成强风区;风速较低的坡脚是路堤积雪主要区域,与平坦地形相比,上坡风路堤周围风速较大,积雪概率降低,下坡风路堤周围风速较小,积雪概率增大;风雪流盛行地区,为减小风吹雪危害,路堤高度不宜大于5 m,边坡坡度不宜陡于1∶1.75;路堤位于下坡风时最易形成路面雪阻,平坦地形次之,上坡风最不易形成路面雪阻;选线时宜将铁路布置在上坡风位置通过,风吹雪严重地区,避免将铁路布置在下坡风处。