16823.臨策鐵路戈壁段不同路基斷面形式氣流速度場特征

1、分類號P931.3學(xué)校代碼10129UDC630學(xué)號2010204055臨策鐵路戈壁段不同路基斷面形式氣流速度場特征AirflowVelocityFieldacteristicsofDifferentRoadbedSectioninGobiSegmentofLinCeRailway申請人：姚立強(qiáng)學(xué)科門類：農(nóng)學(xué)學(xué)科專業(yè)：水土保持與荒漠化防治研究方向：荒漠化防治指導(dǎo)教師：李鋼鐵教授左合君副教授論文提交日期：二〇一三年六月摘要臨策鐵路戈壁段（

2、剝蝕低山丘陵、堆積戈壁、風(fēng)積地貌），由于自然環(huán)境惡劣，風(fēng)沙活動劇烈，鐵路沙害極為嚴(yán)重。為了探明臨策鐵路戈壁段不同路基斷面形式對氣流速度場的影響，采用野外實(shí)測的方法，對路堤高度為4m、8m和12m，曠野風(fēng)速為5ms、7ms、9ms和11ms時；路塹深度為3m和8m，曠野風(fēng)速為6ms、8ms、10ms和12ms時，縱向和不同梯度的氣流速度變化規(guī)律以及路面流沙堆積的可能性進(jìn)行分析，其結(jié)果如下：（1）曠野風(fēng)速為5ms時，4m路堤在迎風(fēng)側(cè)3H～1

3、1H，背風(fēng)側(cè)3H～5H、7H～11H；8m路堤在迎風(fēng)側(cè)2H～10H，背風(fēng)側(cè)1H～5H；12m路堤在迎風(fēng)側(cè)2H～3H，背風(fēng)側(cè)1H～3H、4H～5H處，均形成易積沙弱風(fēng)區(qū)。隨著曠野風(fēng)速的逐漸增大，路堤對氣流的阻礙作用增強(qiáng)，路堤兩側(cè)氣流低速渦旋和弱風(fēng)區(qū)范圍逐漸減小，逐漸靠近路堤，并且低速渦流范圍由路堤迎風(fēng)側(cè)向背風(fēng)側(cè)轉(zhuǎn)移。（2）相同路堤高度時，在路堤同一位置隨著梯度的增大氣流速度逐漸增大。隨著路堤高度的增加，各梯度氣流的加速和減速幅度呈現(xiàn)先增大

4、后減小的變化趨勢，在0.2m、0.5m高度處氣流變化幅度最大，1m、2m高度處基本保持平緩，當(dāng)路堤高度為12m時，氣流受路堤加速抬升作用的影響，在1m和2m高度處氣流開始出現(xiàn)加速變化。（3）利用SPSS17.0軟件對影響路堤路面氣流加速和減速的各因子進(jìn)行分析，以路面氣流速度變化率（￡）為因變量，路堤高度（H）、曠野風(fēng)速（VK）、路堤迎風(fēng)側(cè)平均風(fēng)速（VYP）為自變量，運(yùn)用趨勢面擬合，確定路面氣流變化率與三者之間的二次響應(yīng)趨勢面模型：￡=a

5、bHcVKdVYPeH2fVK2gVYP2h（VYPH）i（HVK）j（VKVYP）（4）利用路面氣流變化率二次響應(yīng)趨勢面模型計算得到，4m路堤路面氣流速度變化率為0.70，8m路堤為0.45，12m路堤為0.88，說明8m路堤路面極易形成積沙，4m路堤易積沙，而12m路堤則可能形成積沙。（5）不同深度路塹對氣流均產(chǎn)生減速效應(yīng)，但是當(dāng)路塹深度逐漸增大時，由于在路塹斷面內(nèi)空間的有限性，氣流無法形成具有一定幅度的加速抬升變化，因而在深路塹內(nèi)