戈壁铁路挡风墙背风侧涡流长度及积沙的研究

戈壁地区铁路沿线挡风墙的修建减小了大风对列车的危害,但由于气流在挡风墙背风侧形成了涡流区,反而造成了严重的积沙问题。本文利用流体数值分析的方法,对戈壁铁路沿线挡风墙背风侧的流场和积沙情况进行了模拟计算,分析了影响涡流长度主要因素和积沙状况,结果显示:涡流区长度随挡风墙高度和风速的增加而增加,随挡风墙宽高比和地表粗糙度增大而减小;主要积沙分布在墙角积沙区和涡流尾部积沙区。以上研究为铁路的安全运行与防风挡沙设计提供参考。

戈壁铁路挡风墙背风侧流场特征与挡风功效研究

为了掌握戈壁地区铁路沿线各种既有挡风墙的功效与不足之处,基于流体数值分析方法,对高度为3.0 m的不同形式挡风墙背风侧在不同风速条件下的流场进行了模拟计算分析。得到了不同形式挡风墙背风侧的流场特点、风向和风速变化规律:对拉式挡风墙背风侧的涡流特征显著,其大风遮蔽效应系数呈现出先降后升的规律性变化;而土堤式挡风墙背风侧不仅不存在涡流区,且大风途经土堤式挡墙后流场运动要素变化较小。计算数据显示,对拉式挡风墙的挡风效果优于土堤式;挡风墙高度为3.0 m时,对拉式挡风墙能够满足要求,而土堤式挡风墙则不能满足要求,需要加以改进。以上研究结论为铁路的安全运行与防风沙设计提供参考与依据。

戈壁铁路沿线风沙灾害特征与挡风沙措施及功效研究

为了掌握戈壁地区线路积沙规律以及戈壁地区铁路既有风沙防治工程措施的功效与不足,对新疆戈壁地区铁路沿线戈壁风沙地貌、线路沙害的表现形式、既有防风沙流工程措施功效进行实地调查分析与现场测试。根据戈壁铁路强风现场测试数据计算大风速率残余系数和遮蔽效应系数,分析挡风墙后的风速剖面变化与流场变化特征。结果表明:对于同一高度挡风墙,其遮蔽效应随着墙后距离的增加逐渐减弱,高点位高程的速度衰减快于低点位高程的风速衰减,3 m高挡风墙在墙后距离5 m以内存在低速涡旋积沙区;根据计算,当平均风速不大于41 m.s-1且上风区没有新的沙源补充时,通常设置的3 m高挡风墙基本可以阻挡风沙流的运动。

酒泉地方铁路防沙方法研究

酒泉地方铁路因戈壁风沙造成的线路积沙问题严重,单纯地人工清沙已不能满足线路正常运营需要,因铁路辖区严重缺水,植物固沙措施较难实现,而化学固沙措施成本过高,鉴于此,在对戈壁沙化规律研究的基础上,提出了一些工程建设类防沙措施,包括线路设计措施和运营养护的技术措施,有石格固沙、PLA沙障和一些结构工程。

兰新线即有土堤式挡风墙的改造形式对背风侧流场的影响

为了研究兰新线即有土堤式挡风墙的挡风性能,寻找即有土堤式挡风墙不能满足列车安全运行的原因及解决方法,本文应用数值模拟以及分析实测数据的方法得到即有土堤式挡风墙背风侧的流场特性,并为即有土堤式挡风墙的改造提出2种方案,分析对比3种优化改造后土堤式挡风墙在不同风速下背风侧的特征线风速、流场结构、大风遮蔽效应系数。结果表明:即有土堤式挡风墙背风侧无明显涡流区,挡风性能不满足列车安全运行的要求,相对于即有土堤式挡风墙,改造后土堤式挡风墙在不同风速下左侧加高、中部加高、右侧加高土堤式挡风墙挡风性能差异小,但挡风性能均有明显提高,均能满足列车安全运行的要求。优化改造后的土堤式挡风墙为将来类似防风沙工程优化设计提供参考和依据。