铁路沿线挂板式沙障开孔特征与风沙流场的影响研究
2016-05-08辛国伟程建军杨印海
铁道学报 2016年10期
关键词:风速
辛国伟,程建军,杨印海
(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)
中国是世界上沙漠铁路分布面积最广的国家之一[1]。沙漠铁路面临的主要灾害是风沙侵蚀,新建的兰新二线、包兰铁路及临策铁路面临的风沙问题尤其严重[2-5]。
为减小风沙对铁路的侵蚀,保障列车运行安全,一大批机械防沙工程在青藏铁路及新疆戈壁铁路沿线建立,一方面是抵御风沙灾害的迫切需要,另一方面是由于这些地区短期难以建立起植物防沙体系。机械防沙体系主要由阻沙工程、固沙工程及导沙工程组成,阻沙工程在整个机械防沙体系中位于迎风侧最前端,拦截道路沿线主风侧风沙流中的沙粒,使其在挡墙前后沉降,形成挡沙堤,从而阻止或减少气流所携沙粒进入轨道周围[6,7]。阻沙工程结构形式多样,但基于其迎风面孔隙物理特征参数,可分为两大类,即开孔方向以纵向为主的沙障和开孔方向以横向为主的沙障,纵向开孔的沙障较典型的是轨枕式挡沙墙,横向开孔则有挂板式、插板式以及斜插板式挡沙墙。文献[8]对斜插板进行数值模拟,分析挡墙孔隙率、高度以及倾角对风沙流特性的影响,并就工程造价提出挡墙设计中的部分关键参数。文献[9]对轨枕式挡沙墙防风效率及挡墙透隙率进行系统研究,提出轨枕式挡沙墙在防风及防沙情况下的合理孔隙率。目前对挂板式挡墙的防风沙效果原理尚不清楚,实际要达到较好的防护效果,除挡墙高度外,还要考虑风速与孔隙率的关系。……
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