兰新高速铁路开孔挡风墙周围沙粒沉积与侵蚀特征数值模拟研究

作     者：张凯 邓育辉 张海龙 田建锦 王涛 李盛 ZHANG Kai;DENG Yuhui;ZHANG Hailong;TIAN Jianjin;WANG Tao;LI Sheng

作者机构：兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2024年第46卷第7期

页      面：143-149页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 080103[工学-流体力学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0837[工学-安全科学与工程] 0813[工学-建筑学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 

基　　金：中国博士后科学基金(2021M703466) 甘肃省自然科学基金(20JR10RA231,22JR5RA050) 甘肃省基础研究创新群体项目(21JR7RA347) 

主　　题：开孔挡风墙 风沙流 沙粒沉积 风沙侵蚀 数值模拟 

摘      要：设置在路基上的挡风墙起到了有效防风作用,但是由于其阻碍作用,对路基造成了严重的积沙危害。因此,基于Fluent欧拉双流体模型,对兰新高速铁路沿线既有下部开孔挡风墙周围风沙两相流运动特性进行数值模拟研究,得到挡风墙周围的流场分布规律以及沙粒沉积与侵蚀特征。结果表明:随着来流风速的增大,路堤迎风侧坡脚处的漩涡强度逐渐衰弱直至消失;路堤背风侧漩涡整体位置往背风侧方向移动,且漩涡涡量增加,导致沙粒反向侵蚀区域增加;迎风侧边坡处的沙粒沉积区域逐步减小,沙粒侵蚀区域逐步增加;北侧线路逐渐出现侵蚀区域,而风速对南侧线路沉积侵蚀区域的变化影响较小。在强风地区,布设挡风墙时应考察线路上风向的地表情况,地表松散、沙源丰富时宜同时采取防沙治沙措施,以达到减缓线路积沙危害的目的。