可调式铁路挡沙墙防沙性能研究

为减小传统铁路挡沙墙顶部气流加速区越过的沙粒数量,一定程度上提高挡沙墙的阻沙效率,提出一种挂板可以随风力转动的新型挡沙墙(可调式挡沙墙),并利用风洞试验和数值模拟对其防沙性能进行分析。研究结果表明:可调式挡沙墙的流场结构与传统的挡沙墙类似,但受“狭管效应”的影响,在能够随风力转动的挂板背风侧形成了局部的气流高速区;挡沙墙背风侧涡旋流的发育程度明显强于迎风侧,风速衰减能力背风侧也远强于迎风侧,挡沙墙背风侧是主要沉沙区;可调式挡沙墙周围的积沙主要分布在背风侧,且与挡沙墙存在一定的距离;挡沙墙防沙性能与挂板倾角和风速相关,最优设计参数:25 m/s风速下3号和4号挂板倾角组合为10°~20°和15°~20°,35 m/s风速下3号和4号挂板倾角组合均为15°~20°;45 m/s风速下3号和4号挂板倾角组合为15°~20°和20°左右;数值模拟结果与风洞试验和现场调查结果一致,具有较高的可信度;可调式挡沙墙可以削弱其顶部加速区的风速,达到提高其防沙效率的目的,尤其适合于挡沙墙顶部加速效应明显的强风地区。