风沙流对兰新高铁挡风墙的响应规律

韩 峰，石 龙，李凯崇

(1.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2.西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031；3.中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000)

兰新高速铁路东起甘肃省兰州市，西至新疆自治区乌鲁木齐市，全长1 776 km。沿线经过安西风区、烟墩风区、百里风区、三十里风区及达坂城风区[1]。由于上述风区内沙源丰富、植被稀疏、风力强劲，极易形成强风沙流，轻则导致列车停轮，重则吹翻列车，严重威胁着列车的安全运行。因此，为保证线路安全畅通，铁路建设期间在大风区迎风侧路肩和路堑部位修建了钢筋混凝土挡风墙。现场测试数据表明，挡风墙背风侧风速发生明显的衰减，起到了较好的防风效果。但由于挡风墙的工作原理类似于不透风沙障，导致沙粒沉积在线路上形成沙害，影响列车的安全运营。

针对不同地区的铁路沙害，国内外学者从风沙流活动规律[2-6]、不同路基的沙害形成机理[7-9]和沙障防沙效益[10-15]等方面做了大量的研究，极大地提高了铁路系统风沙灾害防治水平。但对高速铁路设置挡风墙后线路积沙问题的研究基本处于空白状态。鉴于此，本文基于现场试验和数值模拟，研究烟墩风区风沙流结构特征和挡风墙周围积沙特点。

1 现场试验

根据现场实际情况，试验段选址于烟墩风区，线路里程为DK1228+200—DK1228+300，线路为直线，走向为北偏西25°(乌鲁木齐方向)，路基断面形式为路堤。试验段位于天山东脉北山山前剥蚀平原区，属典型的温带大陆性气候，干旱少雨、蒸发强烈、空气干燥、植被稀少。……