蘭新高鐵沿線插板式擋沙墻防沙性能研究

王大帥,耿文燕,石 龍

(1.鄭州鐵路職業技術學院,鄭州 450052； 2.河南省高速鐵路運營維護工程研究中心,鄭州 451460； 3.西南交通大學土木工程學院,成都 610031)

風沙活動是指在風力作用下地表松散物質被吹蝕、搬運和重新沉積的過程。而風沙災害是風沙活動造成的一系列生態災難，尤其在鐵路系統，災害十分嚴重，給風沙地區的鐵路運營帶來了嚴重隱患。為保證列車的安全運營，風沙地區的鐵路系統大部分都配備了防沙系統，最具有代表性的當屬包蘭鐵路、青藏鐵路、蘭新鐵路和林策鐵路[1-3]。

蘭新高速鐵路是我國大風戈壁區的第一條高速鐵路，全長1 776 km，東起甘肅省蘭州市，西至新疆維吾爾自治區烏魯木齊市，沿線穿越多個著名風區(例如百里風速、煙墩風區等)，瞬時風速可達60 m/s[4]。由于風區地處戈壁，沙源較為豐富，在強風環境下，很容易形成風沙流，風沙活動較為強烈。此外，與風沙地區的普速鐵路相比，蘭新高速鐵路列車速度快、質量輕[5]，這在一定程度上放大了風沙災害對鐵路的危害，故在鐵路沿線配備了相應的防沙系統。由于蘭新高速鐵路沿線的風沙流屬于過境風沙流，因此，防沙系統中主要以阻沙措施為主，固沙措施為輔，其中，插板式擋沙墻便是阻沙措施中的一種(圖1)。國內外研究表明，局部風速的降低以及循環泡的形成是擋沙墻能夠阻沙的主要機理，但其影響因素較多，如高度、孔隙率、孔隙形式、孔隙分布、相對風向等[6-8]。其中，孔隙率的影響最為明顯，由于各種擋沙墻的孔隙結構不同，最佳孔隙率依然存在爭議[9-13]。……