轨枕式挡墙挡风沙功效的数值模拟及试验研究

景文宏1，程建军1，蒋富强2

(1.石河子大学 水利建筑工程学院，新疆 石河子 832003；

2.中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州730000)

摘要:为了对轨枕式挡墙挡风沙功效进行系统研究，从而为工程应用提供参考，基于FLUENT欧拉非定常模型，对不同孔隙率的轨枕式挡墙进行三维数值模拟研究和风洞试验研究。研究结果表明：挡墙孔隙率对挡墙迎风侧流场的影响主要体现在近地表和接近挡墙处，对背风侧涡流区等参数产生较大影响；随挡墙孔隙率增大，背风侧增速区范围变大，涡流区范围减小、位置后移、强度减弱，积沙量增大；若挡墙以防风为主要功能，采用较小孔隙率，可达到较好的防风与防积沙效果，若以阻沙为主要功能，采用25%~30%的挡墙孔隙率，可达到较好积沙效果。

关键词：轨枕式挡墙；三维数值模拟；孔隙率；风洞试验

我国许多铁路处于风沙地带，是世界上铁路风沙线分布最长的国家。强风区内风速高、风期长、起风速度快，曾经多次发生列车被大风吹翻、沙埋铁轨导致列车脱轨或被迫停轮等事故，给铁路运输带来巨大损失。为保障列车运行安全，近年来，采取在强风区铁路沿线修建挡风沙构筑物的措施，并取得显著效果。采用挡墙的主要形式有：对拉式、“L”形、土堤式和轨枕式等。挡墙的设计参数决定其挡风阻沙效果，且对工程造价有一定影响。庞巧东等[1]分别针对“L”形挡墙、对拉式挡墙、土堤式挡墙，通过二维数值模拟对挡墙背风侧流场特征与挡风功效进行了研究；……