李晓军，蒋富强

(1.兰州交通大学土木工程学院，兰州　730070; 2.中铁西北科学研究院有限公司，兰州　730000)



风沙流对戈壁地区挡风墙响应规律的数值模拟分析

李晓军1，2，蒋富强2

(1.兰州交通大学土木工程学院，兰州730070; 2.中铁西北科学研究院有限公司，兰州730000)

摘要:基于FLUENT欧拉双流体模型，对兰新铁路沿线既有挡风墙周围风沙两相流运动特性进行数值模拟，得到挡风墙背风侧的流场分布特点以及积沙情况。结果表明:挡风墙背风侧风速廓线变化规律呈指数增长趋势，在0.5 m至挡风墙自身高度区间内变化较为复杂，呈先减小后增加的趋势;挡风墙背风侧近地表气流速度反向增大后沿着初始速度的方向减小为0且继续增大至初始速度大小，风速最大值增加的幅度保持在50%左右，风速越大，气流的削弱作用越明显;当初始气流速度为较小时，线路上积沙较少，沙粒多数堆积在挡风墙背风侧墙角处;随着风速的增加，单位时间内通过挡风墙的沙粒增多，由于过流断面减小，气流扩散，更多沙粒沉积在线路上;在强风地区，布设挡风墙时应考察线路上风向的地表情况，沙源比较丰富时应采用工程治沙措施来减小风沙流密度，达到防沙的目的。

关键词:兰新铁路;挡风墙;风沙两相流;数值模拟

兰新铁路沿天山山前戈壁地带穿过，绝大部分路段处在干旱荒漠风沙地带，在寒潮天气的影响下，形成了特殊的大风天气，风力强劲，风向多变，大风频繁，途经安西风区、烟墩风区、百里风区、三十里风区和达坂城风区等五大风区，尤其以百里风区风力最为强劲，风速最高可达60 m/s，局部地段每年有200 d风力在8级以上［1-2］。……