临策铁路戈壁段同路基断面形式气流速度场特征.pdfVIP

摘 要 临策铁路戈壁段 （剥蚀低山丘陵、堆积戈壁、风积地貌），由于自然环境恶劣， 风沙活动剧烈，铁路沙害极为严重。为了探明临策铁路戈壁段不同路基断面形式对气 流速度场的影响，采用野外实测的方法，对路堤高度为4m、8m 和12m，旷野风速为 5m/s、7m/s、9m/s 和 11m/s 时；路堑深度为3m 和8m，旷野风速为6m/s、8m/s、10m/s 和12m/s 时，纵向和不同梯度的气流速度变化规律以及路面流沙堆积的可能性进行分 析，其结果如下： （1）旷野风速为5m/s 时，4m 路堤在迎风侧3H～11H，背风侧-3H～-5H、-7H～ -11H；8m 路堤在迎风侧2H～10H，背风侧-1H～-5H；12m 路堤在迎风侧2H～3H， 背风侧-1H～-3H、-4H～-5H 处，均形成易积沙弱风区。随着旷野风速的逐渐增大， 路堤对气流的阻碍作用增强，路堤两侧气流低速涡旋和弱风区范围逐渐减小，逐渐靠 近路堤，并且低速涡流范围由路堤迎风侧向背风侧转移。 （2 ）相同路堤高度时，在路堤同一位置随着梯度的增大气流速度逐渐增大。随 着路堤高度的增加，各梯度气流的加速和减速幅度呈现先增大后减小的变化趋势，在 0.2m、0.5m 高度处气流变化幅度最大，1m、2m 高度处基本保持平缓，当路堤高度为 12m 时，气流受路堤加速抬升作用的影响，在1m 和2m 高度处气流开始出现加速变 化。 （3 ）利用SPSS17.0 软件对影响路堤路面气流加速和减速的各因子进行分析，以 路面气流速度变化率（￡）为因变量，路堤高度（H ）、旷野风速 （VK ）、路堤迎风侧 平均风速（VYP ）为自变量，运用趋势面拟合，确定路面气流变化率与三者之间的二 次响应趋势面模型： 2 2 2 ￡=a-bH+cVK-dVYP+eH +f VK + gVYP +h （VYP ×H）-i （H×VK ）-j （VK×VYP ） （4 ）利用路面气流变化率二次响应趋势面模型计算得到，4m 路堤路面气流速度 变化率为0.70，8m 路堤为0.45，12m 路堤为0.88，说明8m 路堤路面极易形成积沙， 4m 路堤易积沙，而12m 路堤则可能形成积沙。 （5 ）不同深度路堑对气流均产生减速效应，但是当路堑深度逐渐增大时，由于 在路堑断面内空间的有限性，气流无法形成具有一定幅度的加速抬升变化，因而在深 路堑内的积沙无法二次搬运，积沙量将逐渐增大，沙害程度逐渐在增强。 关键词：临策铁路；戈壁；路基断面；气流速度流场 Airflow Velocity Field Characteristics of Different Roadbed Section in Gobi Segment of Lin-Ce Railway Abstract The Gobi section (erosion hilly, stacked Gobi, aeolian geomorphology) of Lin-Ce Railway, due to the harsh natural environment, fierce sandstorm activities, railway sand damage is very serious. To explore the Gobi Lince Railway roadbed cross section of the flow velocity field, the field measured on the embankment height to 4m, 8m and 12m, wilderness wind speed to 5m/s, 7m/s, 9m/s and 11m/s; Cutting depth of 3m and 8m, wilderness wind speed for 6m/s, 8m/s, 10m/s and 12m/s, the longitudi