太中银铁路太中线定边县沙害分析及治理措施

介绍太(原)中(卫)银(川)铁路太中线穿越的定边县自然环境特征,对定边县沙害成因、铁路沿线沙源分布特点及沙害表现形式、铁路沙害程度评价进行阐述.针对铁路沙害调查及分析,开展铁路沙害防治措施研究,提出防治原则和清沙、固沙、阻沙与固沙相结合的沙害治理措施,分析沙害治理效果.根据铁路沙害特点,采取因害设防、以固为主、保护与治理并举、工程与植物相结合的防沙和治沙措施,治理沙害效果显著.     

嘉策铁路沙害治理对策

嘉策铁路沿线风积沙分布广泛,沙害爆发频繁,严重影响铁路行车安全．本文在介绍嘉策铁路沿线概况、沙害状况,分析沙害成因,归纳出沙害类型的基础上。提出嘉策铁路沙害治理应采用阻沙、固沙相结合的防沙对策以及相应的防沙措施．     

南疆戈壁区机械防沙措施阻沙效益的风洞测试研究

为探讨机械防沙措施对风沙流的流场和风速消减效果的影响规律,基于试验模拟的方法,依托格库铁路风沙防护工程,开展针对不同的机械防沙屏障材料的风洞模型试验.在此基础上探讨风沙流在不同类型阻沙措施下的流场分布情况,分析防沙措施的流场消减效果和阻沙效果.研究结果表明:风沙流经过不同类型阻沙措施后,流场会在沙障前后出现明显的差异,尤其是在障后0～15H范围内,风速值差异巨大.芦苇束沙障和HDPE板沙障流场分布情况较为类似,其风速消减幅度最大;米字型板和HDPE网沙障风速消减效果居中;棋盘式沙障风力消减效果相对最小.沙障的阻沙效果是多因素综合作用下的结果,风速的大小和沙障的阻沙效果呈现负相关变化,风速越高,阻沙效率越差.研究结果可为格库铁路新疆段沙害防治提供科学依据.     

兰新铁路思甜至了墩段沙害形成原因分析及防治研究

为解决兰新铁路思甜至了墩段风沙灾害问题,基于现场调研,掌握研究区沿线沙害现状和沙害形成原因,并提出防治措施。沿线风沙危害发生与当地干旱多风的气候条件、铁路沿线松散的路堑边坡、路堑堑顶弃土和路堑内形成弱风区有关。综合考虑工程造价和现场实际情况,研究区铁路防沙设计建议采用固化松散路堑边坡+堑顶弃土构筑挡沙堤+高立式阻沙沙障+大方格阻固沙障相结合的防沙模式,构建立体防沙体系。     

临策铁路沙害治理研究

通过对临策线沙害类型、沙害现状和沙害成因等基本问题的研究,提出了临策铁路沙害治理技术和治理模式.临策铁路沙害治理应建立工程治沙与生物治沙相结合的综合防护体系.根据临策铁路沿线地形地貌、区域自然环境特征、气候条件、立地条件、沙害等级等因素,采取“清、阻、固、造（播）、封、禁”相结合的综合治理措施,建立与路段沙害相适宜的治理模式.各沙害区段通过采取不同的沙害治理模式,不仅能够确保临策线运输畅通,而且对内蒙古西部生态环境改善都十分重要.     

青藏铁路红梁河段沙害成因及防治模式

青藏铁路红梁河路段沙害严重,目前致灾机理尚不明确,防沙措施效果有限。为系统认识青藏铁路的沙害规律,通过野外观测和室内分析、计算等方法,对红梁河路段的沙物质来源、风沙动力环境、防沙措施进行研究。发现红梁河路段沙物质主要来自铁路西侧沙山,颗粒组成以细沙为主;年起沙风以W和NNE两组风向为主,分别占全年总量的18.43%和17.21%,实际造成沙害的为W风;年输沙势为315.50VU,年合成输沙势为204.97VU,年方向变率指数为0.65,合成输沙方向为102.41°;在大风干燥季节(主要为1~3月),风吹扬沙物质自西向东搬运,遇到近似南北走向的铁路路基阻挡产生堆积而致灾。本文提出以阻(沙)、固(沙)为主,远阻近固(外阻内固),输导为辅的防沙模式,对类似地区防沙有借鉴意义。     

格库铁路塔河中下游区段植物防沙方案设计

格库铁路塔里木河中下游区段风沙危害严重,防沙体系建设是格库铁路安全运行的关键难题,有必要在现有工程防沙措施的基础上,探索建立生物防沙体系的设计方法,从而保障铁路运营安全。利用综合分析方法,分析铁路沿线风况、土壤、地下水等风沙环境特征,结合铁路沙害实地调查结果以及高矿化度水造林试验结果,分析研究区建设生物防沙体系的可行性;通过风洞试验和立地条件分类方法,构建阻固结合的铁路防护林体系结构配置模式。研究结论为：格库铁路塔河中下游区段建立植物防沙工程是可行的,铁路沿线可划分为4个立地类型、3个危害程度、5种林带布局模式;共需种植各类苗木1 755.3万株,年需水量约983万m³。     

格库铁路青海段沙害成因及防沙措施

通过对格库(格尔木—库尔勒)铁路的调查发现,沿线主要存在沙埋路基、桥梁附近积沙和沙子进入道砟3种沙害形式。运用ANSYS/Fluent软件模拟路基和桥梁周围的流场结构,并根据沙害的严重程度建立了阻沙和固沙相结合的防沙体系。研究结果表明:路基和桥梁周围的气流场结构相似,都形成了迎风侧减速区、集流加速区、高速区、低速区和速度恢复区,不同点是桥梁周围形成了2个集流加速区和高速区;积沙都是发生在风速降低的地方;路基背风侧坡脚积沙最多,桥梁积沙主要位于桥梁的迎风侧和背风侧,桥梁下积沙较少;道床背风侧积沙多于迎风侧,道床内轨枕积沙沿着主导风向呈现出逐渐增多的趋势。最后对现场建立的防沙体系的工作原理进行了分析。     

风区高速铁路路基沙害防治研究与设计

研究目的:兰新第二双线通过的烟墩风区及百里风区,风速高,风沙流对高速铁路的危害严重,为有效的避免或减少沙害对无砟轨道铁路路基的危害,研究强风形成机理、风沙流活动规律、风沙两相流的特点,建立风区路基防沙对策技术体系,研究成果应用于本线的防沙设计与施工。研究结论:通过现场实测、室内试验、风洞试验以及数值分析等,研究戈壁风沙流的运动特征,得出:(1)主导风向与挡沙墙垂直时,防沙效果最佳,当挡沙墙与主导风向夹角逐渐变小时,挡沙墙的导沙作用明显;(2)挡沙墙高度2 m、透风率40%时挡沙效果最佳;(3)采用高立式挡沙墙阻沙,石方格沙障固沙的措施适宜于本线的风沙防治;(4)防沙工程有效地减轻了沙害对列车运营的影响,对于列车全天侯运行提供了技术保障;(5)该研究成果可为戈壁强风区风沙防治提供参考,为相关规范的修订提供理论技术支持。     

青藏铁路格拉段沙害现场调查及防治研究

研究目的:青藏铁路自通车以来,高原风沙灾害就成为铁路安全运营的重要隐患,且随着高原沙漠化程度日趋严重,铁路风沙灾害也出现发展势态。为根治沙害对线路的进一步危害,通过对青藏铁路格拉段沙害现场调查研究,掌握了格拉段沙害活动规律,提出了沙害防治模式,为列车安全运营提供了技术支持。研究结论:(1)青藏铁路格拉段沙害主要分布在铁路沿线河区与湖区,严重发育时间为每年11月到翌年5月;(2)沙物质主要来自草场退化形成疏松的地表颗粒和河相湖相沉积物;(3)在进行大量资料分析和室内试验的基础上,提出适合于沿线风沙灾害的防治措施,并依据"远阻近固、因地制宜、综合防护"的指导原则,有针对性地提出了河道风沙灾害防治模式、退化草场风沙灾害防治模式和退化草场风沙灾害防治模式;(4)该研究成果成功应用于青藏铁路防沙体系中,防沙效果显著,可为类似工程提供参考。     

青藏铁路格拉段高立式沙障防风固沙效果研究

青藏铁路格拉段线路全长1 140 km,沿线冻融侵蚀、风力侵蚀和水力侵蚀交替出现,遭受轻度以上风力侵蚀的路段长约260 km.铁路未通车前,在秀水河段已出现集沙掩埋轨枕的现象,风沙危害严重地影响行车安全.风蚀防治工程不仅保护铁路免遭风蚀危害,同时对保护当地的生态环境具有重要的作用.本文对高立式沙障的防护效果进行观测分析,结果表明,高立式沙障具有显著的防护效果,使路基免于风沙危害.特别是高立式沙障的多排布设构成的综合防护体系,防风蚀效果显著,从阶梯式集沙仪的观测结果来看,它可使风蚀量明显降低.     

兰新铁路十三间房段的戈壁风沙流特征分析

研究目的:通过对兰新铁路"百里风区"风沙成因进行分析,研究戈壁砾漠地区风沙流密度沿高度变化的特点,不同高度风沙流密度与风速的关系及大风携沙的粒径分布特征。研究结论:戈壁地区大风携沙主要集中在3 m以下,约占总携沙量的87%左右;在同一高度条件下,风沙流密度随着风速的增加显现e的指数增加;而当风速条件一致时,风沙流密度随着高度的增加显现下降趋势。集沙颗粒分析则指出:在不大于3 m的高度范围内百里风区的风沙流运动形式是以跃移为主;超过3 m以后,则以悬移为主。     

铁路沿线地表条件与风沙流场的互馈规律研究

为研究铁路沿线不同地表条件与挡沙墙周围风沙流场的互馈规律及挡沙墙挡风沙的功效,基于数值模拟及风洞实验,对不同地表粗糙度下的风沙流场进行数值分析,揭示地表粗糙度对流场表征量诸如风速、积沙形态的影响规律。结果表明:不同粗糙度下挡沙墙周围速度均形成减速区、涡流区与加速区,其中,加速区受粗糙度影响较大;粗糙度越大对近地表(1 m以下)速度削弱越大,但在1 m以上风速受其影响减弱;不同粗糙度下挡沙墙周围积沙分布不同,粗糙度越大,迎风侧积沙位移越长,风沙流饱和路径越小;随风速的增大,4类粗糙度下的积沙长度都表现为迎风侧减少,背风侧增多。     

基于GIS的兰新铁路沿线风沙灾害致灾成因分析及评价

风沙灾害地域性强,具有防治难度大、周期长等特点。为减轻风沙灾害对铁路的危害,以兰新铁路沿线的遥感数据和实测数据为基础,利用层次分析法确定风速、植被、海拔、坡向、干燥度、地表粗糙度与风沙灾害的权重关系,并采用多因子评价模型对兰新铁路沿线风沙灾害易发性进行评估。研究结果表明:风沙灾害评价中,植被指标作用最为显著,其次为风力;风沙灾害重度区主要位于阿拉山口、达坂城、百里风区和烟墩风区,中度区主要位于精河县境内临近艾比湖区域;与近50年兰新铁路沿线风沙灾害发育情况相比,分析结果具有较好的一致性。     

南疆铁路吐鱼段风沙活动规律研究

通过对南疆铁路吐鱼段戈壁大风区风沙流进行现场观测研究,得出该地区大风显现明显的季节性变化,每年的春季是大风高发季节,年平均大风日数高达136d。大风携沙量的垂直分布十分明显,集沙量与高度显现e的负指数变化,高度越高集沙量越小;2m以下区域是风沙灾害防护的重点区域,其大风携沙量占总携沙量的96%左右。沙粒颗分试验结果表明,戈壁风沙运动存在较明显的分层现象,沙粒粒径以0.1~0.25mm为主。     

兰新二线强风地区防沙措施效益评价

基于现场观测试验,掌握试验段全年大风特征,并对不同类型的阻沙措施与固沙措施的防沙效果进行对比分析。结果表明:百里风区试验段的主导风向为NNW,烟墩风区试验段的主导风向主要为NE、ENE,分别占全年风向的21%和26%;百里风区阻沙措施性价比依次为:金属涂塑网措施斜插板式挡沙墙箱式挡沙墙插板式挡沙墙;烟墩风区阻沙措施性价比依次为:金属涂塑网措施高立式PE网措施斜插板式挡沙墙插板式挡沙墙;固沙措施性价比依次为:芦苇方格石方格沙方格;在现场试验研究的基础上,综合考虑工程造价和现场实际情况,建议试验段阻沙措施采用金属涂塑网沙障,固沙措施采用石方格沙障。     

路堑风吹雪的观测与研究

研究目的:铁路风吹雪灾害中路堑是最易引起雪害的断面型式,有效避免和减轻路堑遭受风吹雪灾害,研究路堑断面型式与风吹雪的关系,对铁路雪害防治具有重要的理论意义与现实意义。研究结论:本文结合现场观测和有限元模拟分析结果,得出路堑内风速总是较小,最易产生风吹雪堆积,路堑越深,在上风向堑坡坡脚处形成的涡旋减速区规模和范围越大,边坡上的临界储雪量越大,风雪流灾害发生的进程相对越慢,边坡越缓,形成的涡旋减速区规模和范围就越小,较缓的边坡有利于减轻路基面风吹雪积雪灾害,但较缓的边坡相应的工程量成倍增大,从工程灾害安全与经济效益两方面来考虑,边坡坡率的选择应同时考虑其他雪害防治措施等因素。     

风沙流对戈壁地区挡风墙响应规律的数值模拟分析

基于FLUENT欧拉双流体模型,对兰新铁路沿线既有挡风墙周围风沙两相流运动特性进行数值模拟,得到挡风墙背风侧的流场分布特点以及积沙情况。结果表明:挡风墙背风侧风速廓线变化规律呈指数增长趋势,在0.5 m至挡风墙自身高度区间内变化较为复杂,呈先减小后增加的趋势;挡风墙背风侧近地表气流速度反向增大后沿着初始速度的方向减小为0且继续增大至初始速度大小,风速最大值增加的幅度保持在50%左右,风速越大,气流的削弱作用越明显;当初始气流速度为较小时,线路上积沙较少,沙粒多数堆积在挡风墙背风侧墙角处;随着风速的增加,单位时间内通过挡风墙的沙粒增多,由于过流断面减小,气流扩散,更多沙粒沉积在线路上;在强风地区,布设挡风墙时应考察线路上风向的地表情况,沙源比较丰富时应采用工程治沙措施来减小风沙流密度,达到防沙的目的。     

库尔勒至格尔木铁路风沙地区选线

库格铁路沿线风沙发育,影响铁路运营安全,在线路设计中做好选线工作,为铁路长期安全运营创造良好条件。本文从铁路选线需求出发,突破了只把风沙地貌划分为风蚀区和风沙堆积区的限制,首次提出将风沙地区按风沙形态划为风蚀区、风沙流区和风沙堆积区3个区域,分析了3个区域的风沙活动规律,归纳总结了3个区域内铁路不同的选线原则、工程防沙方式,并以库格铁路风沙选线为实例进行分析说明。以3个风沙形态区域为基础,确定铁路选线原则,很好地指导了库格铁路风沙地段选线,并可为其它风沙地区铁路项目和设计标准修订提供参考。