高速公路路堑风雪流灾害预测模型与应用

陈彦欣，樊宏宇，常江芳，李志达，刘明国，钱家珺

(1.河北省高速公路延崇筹建处，石家庄 075400;2.中交远洲交通科技集团有限公司，石家庄 050043;3.石家庄铁道大学工程力学系，石家庄 050043;4.河北省金属矿山安全高效开采技术创新中心，石家庄 050043)

风雪流(也称风吹雪)是指在一定风速下雪颗粒随风运动迁移并沉积的现象。宽阔平坦的地区风雪流不会对道路造成太大影响，但是对于地形复杂的山区，山体轮廓会使风速及风向发生改变，常常致使高速公路因严重积雪而阻断交通。特别是当路基断面为路堑形式时，灾害情况尤其严重。引起雪颗粒迁移沉积的重要因素是风，因此对路堑周围流场时空分布规律的研究是把握风雪流致灾机理的关键。

对风的流场的研究，除了现场观测和室内风洞试验外[1-4]，数值模拟是最为便捷有效的方法[5-8]。大量学者对路堑形式下公路风雪流进行了研究，如庄小清等[9]对全路堑风速场进行了数值模拟，揭示了全路堑边坡坡度、深度对风雪流的影响规律；周晓鸥等[10]研究了公路路堑风雪流的发生条件及风速、路基形式等对风雪流的影响；苏国平[11]比较了净风和风雪两相流两种模式对铁路路堑流场的影响。周开方[12]对背风半路堑风速场进行了定量研究。然而，目前这些研究多未考虑周围地形(如山体)对风雪流的影响。事实上山体对风血流的流场分布规律有重要影响，因此，在考虑风雪流的主要影响因素时，除了风、雪与路基形式外，还考虑包括周围山体地形的影响。……