基于室内外风洞试验的铁路风吹雪特性研究 |
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引用本文: | 李鹏翔, 白明洲, 丁录胜, 等. 基于室内外风洞试验的铁路风吹雪特性研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(8): 3245-3258.DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.08.039 |
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作者姓名: | 李鹏翔 白明洲 丁录胜 邱树茂 |
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作者单位: | 1.北京交通大学 土木与建筑工程学院,北京,100044;2.北京交通大学 北京市轨道工程重点实验室,北京,100044;3.新疆铁道勘察设计院 地质路基设计分处,新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐,830011 |
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基金项目: | Projects(2020YJS119, 2020JBZ111) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities; Project(41672339) supported by the National Natural Science Foundation of China |
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摘 要: | 为了研究铁路路堑区域风吹雪作用下路基内外的风雪场分布特征,减少沉积在铁路路堑内的积雪量,基于新建铁路路堑和3种不同形式的防雪栅,在风吹雪灾害易发区域采用原状雪进行风洞试验。结合CFD多相流模型分析方法,建立与风洞试验相同的模型,得到路堑内外不同区域的流场分布变化规律。将试验结果与现场实际布设防雪栅区域的冬季积雪分布进行对比。研究结果表明:本文所采用的模拟试验与现场试验段积雪分布有较好的一致性,路堑内积雪平台的存在可以使得雪粒较多的沉积在积雪平台内,并增加路基表面风速,减少风吹雪作用下沉积在路基顶面的雪量;防雪栅主要影响路堑外流场分布,使雪粒沉积在栅栏两侧并抑制路堑边坡顶部的侵蚀作用;防雪栅与路基间的布置距离应当大于栅栏高度的10倍以上,防雪栅对流场的影响作用与栅栏高度呈非线性关系,而多排防雪栅作用下各排栅栏对流场的影响基本一致;增大风速会减小风雪平衡状态的自然雪深,使得路堑外更多的雪粒被吹向路堑内,路堑内结构形式会明显减弱流场流速,近地面雪粒在六级强风条件下依旧处于小于起动速度的状态,因此,来流风速越大,路堑内雪量堆积越多,路堑内积雪平台也会越快到达雪量承载上限。
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关 键 词: | 铁路路堑 风吹雪 风洞试验 流场特征 沉积雪量 |
收稿时间: | 2021-10-22 |
修稿时间: | 2021-12-01 |
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