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风沙流对准朔铁路路堑响应规律及防风沙措施效果数值研究
| 论文题名： | 风沙流对准朔铁路路堑响应规律及防风沙措施效果数值研究 |
| 关键词： | 铁路维护;风沙流;路堑地区;动态响应;防护设施;防风固沙效果 |
| 摘要： | 本文依托准朔铁路DK168+300-DK168+449.1和DK161+897-DK162+073路堑断面实测数据，基于fluent软件对风沙流通过路堑和防风沙设施的过程进行了数值模拟，通过路堑深度和边坡坡度这两个参数来研究路堑周围流场分布状况，评价了固沙设施和阻固结合防护设施的防风和阻沙效果，为在不同路堑区域设置合理的防护措施提供了数值模拟背景下的定性和定量技术依据，对野外实际测量结果进行补充和进一步研究，对于路堑地区防护设施的设计和铁路安全运行具有较为重要的意义。主要研究成果有: (1)风沙流在经过平坦沙床某一断面沙粒会经过补充-过饱和-减小-稳定过程。风沙流达到稳定时沙粒体积分数沿着高度不断减小，并在8cm高度内服从指数规律衰减。风速对沙粒体积分数的影响是风速越大，相同高度处沙粒体积分数也越大。 (2)路堑的存在会改变路堑周围流场的分布，在路堑内部形成低速区域。路堑的深度越大，路堑内部低速区域和积沙量以及积沙范围越大。边坡坡度越缓，低速区域和积沙量以及积沙范围越小。 (3)固沙措施通过减弱近地表风速达到防风固沙效果，地表粗糙度值越大，其防风固沙效果越好。 (4)阻沙栅栏的设置改变了流场分布，在阻沙栅栏迎风侧附近和后方一定区域内形成低速区域，沙粒在此区域沉积，从而达到阻沙效果。 (5)阻固结合措施比单纯的阻沙措施有着更好的防风固沙效果，固沙设施地表粗糙度值越大，阻固结合防护措施防护效果越好。 (6)野外实测数据与数值模拟计算结果对比显示本文采用的路堑模型是可靠的。 |
| 作者： | 俞明聪 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 刘世海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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