《鐵路風（治）沙工程防護效應研究》是依託北京交通大學，由劉世海擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鐵路風（治）沙工程防護效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉世海
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵路是國民經濟的大動脈，對國民經濟的發展具有重要的戰略意義。截止2010年年底我國鐵路營運里程約9.1萬公里，其中沙漠鐵路的線路長度超過5000公里，沙漠鐵路遭受不同程度的風力侵蝕，風沙災害嚴重地威脅著鐵路的安全運營。本項目通過對鐵路風（治）沙工程的單項措施和綜合防護措施體系，如：礫石覆蓋、草方格沙障、石方格沙障、立式沙障、高立式沙障、防風明洞、灌木林帶、喬木林帶等單項措施和由其組成的綜合防護措施體系的防護效應的研究，得出目前主要的風沙災害防治措施降低風速和減少輸沙量的定量結果，旨在為不同鐵路風（治）沙措施的防護效應的定量評價提供理論依據；同時為鐵路風（治）沙工程的設計、施工提供理論和實踐依據。為保證我國沙漠鐵路的安全運營提供技術支撐。
結題摘要
隨著鐵路工程的大規模開展，特別是在西部風沙區高速鐵路的修建，風沙災害嚴重的影響著鐵路工程的設計、施工和運營，研究我國西部風沙地區鐵路風（治）沙措施的防護效果的研究對於風沙區安全運營具有重要的理論和現實意義。 本研究先後在集二線、臨策線、額哈線、蘭新第二雙線開展了鐵路工程風沙措施的防護效果，現以集寧至二連浩特鐵路線為例，對研究結果進行總結。在野外實驗基礎上利用Fluent軟體，運用對比研究的方法，對位於沙漠區的防風固沙措施防護效果及風蝕機理進行研究，主要的研究成果有： （1）綜合防護體系整體上依然發揮了其防風作用，使風速在經過綜合防護體系不同措施時有不同程度的降低，起到了降低風速的目的； （2）榆樹林帶在降低風速方面具有顯著效果，1m高度處風速削減率達到50%以上； （3）檸條和尼龍網沙障主要降低1m高度處的風速，對2m及以上高度降低效果並不明顯；榆樹對2m高度內具有較好防風效果，而對於3m高度效果甚微。 （4）當風沙流到達榆樹林帶時，其結構特徵已明顯改變，在距離地表30cm內，當風速為9.6m/s時，沙粒質量占總質量的44.51%，當風速為10.7m/s時，沙粒質量占總質量的62.22%；隨著風速的增大，試驗組在同一高度層內，沙粒質量累積百分比也隨之增大；試驗組沙粒質量對數值和高度之間也不再具有線性關係； 榆樹帶固沙效果顯著，輸沙量可減少99.14%~99.58%。 （5）經過防護林後，各路堤0.2m高風速均下降到迎風地表的38%~54%，風速較高時，下降倍數較大，防護效果明顯。在迎風坡肩，各路堤0.2m高風速均增大到迎風地表的1.38~1.42倍。而在無防護林時，0.2m高度風速值可以達到迎風地面同高度的2.33~2.75倍。在背風坡肩時，各路堤0.2m高風速均下降到迎風地表的28%~43%。迎風側坡肩均存在風蝕危害，高路堤時迎風坡中上部亦存在風蝕危害。 研究成果為風沙區鐵路工程路防風蝕工程設計提供理論依據，同時也為其它沙漠區鐵路鐵路風沙災害的防治提供理論和實踐依據。
