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太中银铁路风沙灾害治理措施及防护体系建立研究
| 论文题名： | 太中银铁路风沙灾害治理措施及防护体系建立研究 |
| 关键词： | 铁路沿线;风沙灾害;治理措施;防护体系 |
| 摘要： | 太中银铁路穿越毛乌素沙地西南缘,沿线分布有高大流动沙丘、半固定沙丘、沙地,降水相对较少,蒸发强烈,风沙活动频繁且剧烈。太中银铁路在开工建设末期及开通运营之初即遭受了较严重的风沙灾害,亟待治理。 太中银铁路穿越风沙灾害的区段年平均气温7.2℃左右,年平均降水量280mm左右,全年降水的75％集中出现在7、8月份;沿线年平均风速2.8m/s,起沙风速4.46m/s,年平均大风天气49.8d。太中银铁路沿线在自然条件及人为因素的共同作用下,形成了近处沙源、远处沙源、农田沙源、高大流动沙丘、平坦流沙地等沙源形式,危害线路运营安全的主要形式为掩埋防护栏、线路积沙、掩埋排水沟等。 太中银铁路沿线沙粒粒径在0.075mm—0.25mm之间,在气流中以跃移为主;干沙层厚度在3.8cm—20cm间变化;东南风对线路的危害较大。太中银铁路沿线气流中的沙物质主要分布在距松散沙面0—10cm的高度范围内;流动沙丘在双主导风向作用下呈往复运动,总体向线路方向逼近,移动速度在0.5cm/d—3.44cm/d之间。太中银铁路沿线以ES、ESS、S三个风向的输沙量最大,应对此三个风向重点防御。 针对太中银铁路沿线风沙流活动特点,采用Fluent软件及现场建立试验带的方法研究沿线风沙灾害区段的防护与治理措施。通过Fluent软件模拟分析,太中银铁路沿线复式阻沙栅栏的最优高度为1m,最优疏透度为35%—45%。在太中银铁路沿线建立了半隐蔽式草方格沙障试验带、尼龙格状防沙网试验带及植物固沙试验带并实地监测各种固沙试验带的防风固沙效果,监测结果表明,各种固沙措施试验带均能有效地达到降低风速、固定流沙的预期效果;针对阻沙措施试验带及各固沙措施试验带出现的问题,在太中银铁路梅花井段建立了四种固阻结合试验带,通过实地监测发现,由草方格沙障固沙带与紧密型复式阻沙栅栏形成的沙障紧密式固阻结合带及由尼龙格状防沙网与紧密型复式阻沙栅栏形成的格网紧密式固阻结合带的防风固沙效果较好。针对太中银铁路沿线部分风沙灾害区段沙丘高大、流动性强的特点,在梅花井段沿线实施了四种高大流动沙丘治理措施试验,其中固沙措施与阻沙措施结合的治理方式效果较好。在太中银铁路沿线依据各风沙灾害区段的特点,分别建立了植物单一防护体系、工程单一防护体系及综合防护体系等风沙灾害防护体系,对太中银铁路的安全运营及沿线风沙灾害起到了有效的防护与治理作用。 |
| 作者： | 吕晓星 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨有海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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