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挡沙堤—固沙砖综合型体系防风固沙效果的数值模拟
被引量:
1
1
作者
孙婧
李家园
+3 位作者
刘勇智
张少云
刘宏波
郑瑞海
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2022年第4期135-144,187,共11页
[目的]针对河北省张家口市坝上地区风沙流对公路造成的沙埋问题,建立了挡沙堤—固沙砖综合型防风固沙体系,并对其防风固沙效果进行分析,以期为公路风沙灾害防治提供相关技术参数。[方法]利用ANSYS软件对挡沙堤周围流场变化、沙粒运动轨...
[目的]针对河北省张家口市坝上地区风沙流对公路造成的沙埋问题,建立了挡沙堤—固沙砖综合型防风固沙体系,并对其防风固沙效果进行分析,以期为公路风沙灾害防治提供相关技术参数。[方法]利用ANSYS软件对挡沙堤周围流场变化、沙粒运动轨迹、固沙砖沙障间距以及固沙砖沙障周围积沙情况进行数值模拟研究,评价挡沙堤—固沙砖综合体系的防风固沙效果。[结果](1)风沙流经过挡沙堤时,会在其周围形成减速区、加速区、紊流区和恢复区,通过风沙流减速区流场分析得到,边坡率为1∶1.2的挡沙堤防风固沙效果最佳。(2)利用离散相模型(DPM)模拟了沙粒跃移挡沙堤的运动轨迹。当风速为12~20 m/s时,沙粒落点在距挡沙堤11~21 m的位置,进而确定铺设固沙砖沙障的相对位置。(3)当固沙砖起始位置距离挡沙堤11 m,铺设成11排,1 m×1 m的方格形式时,固定地表流沙效果最佳。[结论]挡沙堤—固沙砖综合体系通过“远阻近固”的方式来降低风速,阻挡地表流沙,固沙砖沙障能有效防止翻越挡沙堤沙粒的再次起动,改善公路沙埋现象,保证风沙灾害区域的行车安全。
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关键词
综合防风
固沙
体系
挡沙堤
固沙
砖
数值模拟
沙粒起动
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职称材料
张家口公路以及行车安全防风固沙设计参数的数值模拟
被引量:
1
2
作者
孙婧
李家园
+1 位作者
安艳玲
兰建伟
《河北建筑工程学院学报》
CAS
2021年第2期48-53,共6页
为了研究适应于张家口地区地公路气候环境、地质条件等因素下的新型防风固沙模式,以保障侧风作用下的行车安全,结合当地地貌等条件采用不同孔隙率的防风栅栏作为防风固沙的第一层保障,固沙砖作为屏障的联合固沙形式。通过模拟软件ANSYS ...
为了研究适应于张家口地区地公路气候环境、地质条件等因素下的新型防风固沙模式,以保障侧风作用下的行车安全,结合当地地貌等条件采用不同孔隙率的防风栅栏作为防风固沙的第一层保障,固沙砖作为屏障的联合固沙形式。通过模拟软件ANSYS FLENT,模拟出流场中的风速云图以及风速矢量图,分析孔隙率分别为0%、20%、40%的防风栅栏的防风固沙效果,确定最优的工况。结果表明:当防风沙障的孔隙率为40%时,距离路堤20m,固沙砖区设置5排,间隔1m,距路堤为6m时,可以充分的利用涡流作用,使得进口风在经过栅栏与固沙砖后,风速能够最大幅度降低、所携带沙粒大部分沉积在固沙区中,实现来流风速达到风沙下行车安全的最低要求以及保护路基的目的。
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关键词
行车安全
防风栅栏
固沙
砖
设计参数
数值模拟
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职称材料
多孔化学固沙砖的制备
被引量:
10
3
作者
吴溢文
陈永
+3 位作者
郑福斌
革定庄
曹阳
李建保
《科学技术与工程》
2009年第7期1965-1969,共5页
为了解决化学固沙中固结层被风沙掩埋和掏蚀等缺点,提出以沙子为骨料,水玻璃为胶黏剂,在最优条件下制备出强度可达4MPa的多孔固沙砖辅助化学固沙,并且联合植物固沙从根本上治理沙漠化的以沙治沙新观点。还考察了不同因素对材料性能的影...
为了解决化学固沙中固结层被风沙掩埋和掏蚀等缺点,提出以沙子为骨料,水玻璃为胶黏剂,在最优条件下制备出强度可达4MPa的多孔固沙砖辅助化学固沙,并且联合植物固沙从根本上治理沙漠化的以沙治沙新观点。还考察了不同因素对材料性能的影响,探讨了水玻璃和AlCl3固化液反应的机理。
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关键词
化学
固沙
砖
水玻璃
抗压强度
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职称材料
红一线新建地方铁路联合沙障结构参数优化研究
被引量:
1
4
作者
孙婧
李家园
+2 位作者
王海龙
刘宏波
刘畅
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期145-155,共11页
机械沙障能控制流沙、沉降沙粒,是目前最主要的防风固沙措施。但在风沙灾害频繁发生地区,单一使用一种结构形式的沙障,大量沙粒跃移沙障后还会沿地表向前推进,风沙流控制效果不明显,必须考虑使用多种固沙措施联合的方式。依托红一线新...
机械沙障能控制流沙、沉降沙粒,是目前最主要的防风固沙措施。但在风沙灾害频繁发生地区,单一使用一种结构形式的沙障,大量沙粒跃移沙障后还会沿地表向前推进,风沙流控制效果不明显,必须考虑使用多种固沙措施联合的方式。依托红一线新建地方铁路工程,在现场调研基础上,设计使用钢制防风沙网板作为高立式沙障。沿风沙流前进方向,在板后一定间距处,利用当地风积沙为原料,将其固化后制备带孔固沙砖铺设成方格沙障,建立防风沙网板-固沙砖方格联合沙障。针对该联合沙障对风沙流场的影响及其阻挡风沙效果,开展了数值模拟和风洞试验研究,以优化其结构参数。研究结果表明:孔隙率对防风沙网板后不同高度处风速衰减程度影响大,结合现场沙粒起动风速,确定最佳孔隙率为30%;不同风速下,防风沙网板后有效防护距离随风速增大而减小,固沙砖方格沙障与防风沙网板合理间距范围在10H~19H(H为网板高度)。风洞试验中,板后不同高度风速分布与数值模拟结果相吻合,积沙主要出现在防风沙网板周围、防风沙网板与固沙砖沙障之间和固沙砖方格内部;当固沙砖沙障设置为5排、与防风沙网板的间距布设为18H时,固沙砖方格内沙粒沉积率最大、阻沙效果最好。固沙砖方格沙障与铁路路堤预留5 m间距,方便定期清理积沙。
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关键词
钢制防风沙网板
固沙
砖
方格
联合机械沙障
风洞试验
铺设间距
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职称材料
多孔固沙砖机械沙障防风固沙效果的风洞试验研究
被引量:
1
5
作者
孙婧
王君
+2 位作者
王海龙
洪俊哲
张少云
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第19期266-274,共9页
针对鱼卡至一里坪线新建地方铁路工程,设计了一种多孔固沙砖方格机械沙障作为本线的风沙防护措施。基于风洞试验,通过净风下0°~90°不同铺设角度的沙障风压分布及其变化特点研究,得到最优铺设角度工况;进而在风沙条件下分析了...
针对鱼卡至一里坪线新建地方铁路工程,设计了一种多孔固沙砖方格机械沙障作为本线的风沙防护措施。基于风洞试验,通过净风下0°~90°不同铺设角度的沙障风压分布及其变化特点研究,得到最优铺设角度工况;进而在风沙条件下分析了最优工况时沙障的防风固沙效果。结果表明:净风条件下,多孔固沙砖沙障所受风压呈对称分布,沙障边缘处平均风压系数波动较中部位置处大;且沙障所受风压对铺设角度变化敏感,0°~15°铺设角度内,多孔固沙砖沙障平均风压系数稳定,受压较小,是最优铺设角度范围;风沙条件下,在最优铺设角度0°时,障后风速衰减明显,沙粒主要被阻拦在第1排固沙砖前,而穿过孔洞和翻越的沙粒依次沉降在不同排数的方格内;第1排固沙砖后方格内平均沙粒沉积率为116.75 g/(m^(2)·s),占方格总积沙量的88%,固沙效果最明显。
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关键词
多孔
固沙
砖
机械沙障
风洞试验
铺设角度
平均风压系数
沙粒沉积率
下载PDF
职称材料
不同铺设形式对固沙砖沙障防风沙效果影响的风洞试验
6
作者
孙婧
王君
+2 位作者
洪俊哲
贾小静
张少云
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2023年第4期44-52,共9页
[目的]研究带孔沙砖的铺设形式对风场特性和防风沙效果的影响,旨在为选择新型防风固沙材料提供理论依据。[方法]通过风洞试验,探究净风条件下方格沙障、梯度行列式沙障的风压分布及平均风压系数波动情况;重点对比分析了风沙条件下这2种...
[目的]研究带孔沙砖的铺设形式对风场特性和防风沙效果的影响,旨在为选择新型防风固沙材料提供理论依据。[方法]通过风洞试验,探究净风条件下方格沙障、梯度行列式沙障的风压分布及平均风压系数波动情况;重点对比分析了风沙条件下这2种不同沙障形式的障后风速、防风效能和积沙效果。[结果]相比于梯度行列式沙障,方格沙障内部平均风压系数均为负值,内部风流循环产生涡旋使其受压更稳定,且障后平均风速衰减率更高;防风效能沙障高度出现了先升高后下降的趋势,在10 cm高度方格沙障的防风效能为64.3%,比梯度行列式沙障高4.2%;方格沙障第1排、第2排后方格内总沙粒沉积率分别是梯度行列式沙障的1.14,1.66倍,且方格沙障的障后沉积沙粒量、障后沉积范围均要小于梯度行列式沙障。[结论]方格沙障具有使风流明显衰减的功能,阻沙率大于梯度行列式沙障,沙粒主要沉降在方格内部,其防风沙效果最好,为最优铺设形式。
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关键词
风洞试验
带孔
固沙
砖
沙障
铺设形式
防风效能
沙粒沉积率
下载PDF
职称材料
题名
挡沙堤—固沙砖综合型体系防风固沙效果的数值模拟
被引量:
1
1
作者
孙婧
李家园
刘勇智
张少云
刘宏波
郑瑞海
机构
河北建筑工程学院土木工程学院
河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室
河北省高校道桥结构健康监测与维修加固应用技术研发中心
河北省沥青路面工程固废综合利用技术创新中心
出处
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2022年第4期135-144,187,共11页
基金
河北省科技厅重点研发计划项目“冀北风沙地区废弃铁尾矿道路阻沙屏障关键技术研究”(20373802D)
河北省建设科技研究计划项目(2020-266)。
文摘
[目的]针对河北省张家口市坝上地区风沙流对公路造成的沙埋问题,建立了挡沙堤—固沙砖综合型防风固沙体系,并对其防风固沙效果进行分析,以期为公路风沙灾害防治提供相关技术参数。[方法]利用ANSYS软件对挡沙堤周围流场变化、沙粒运动轨迹、固沙砖沙障间距以及固沙砖沙障周围积沙情况进行数值模拟研究,评价挡沙堤—固沙砖综合体系的防风固沙效果。[结果](1)风沙流经过挡沙堤时,会在其周围形成减速区、加速区、紊流区和恢复区,通过风沙流减速区流场分析得到,边坡率为1∶1.2的挡沙堤防风固沙效果最佳。(2)利用离散相模型(DPM)模拟了沙粒跃移挡沙堤的运动轨迹。当风速为12~20 m/s时,沙粒落点在距挡沙堤11~21 m的位置,进而确定铺设固沙砖沙障的相对位置。(3)当固沙砖起始位置距离挡沙堤11 m,铺设成11排,1 m×1 m的方格形式时,固定地表流沙效果最佳。[结论]挡沙堤—固沙砖综合体系通过“远阻近固”的方式来降低风速,阻挡地表流沙,固沙砖沙障能有效防止翻越挡沙堤沙粒的再次起动,改善公路沙埋现象,保证风沙灾害区域的行车安全。
关键词
综合防风
固沙
体系
挡沙堤
固沙
砖
数值模拟
沙粒起动
Keywords
integrated windbreak and sand-fixation system
sand-retaining dike
sand-fixing brick
numerical simulation
sand start
分类号
X820.3 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
张家口公路以及行车安全防风固沙设计参数的数值模拟
被引量:
1
2
作者
孙婧
李家园
安艳玲
兰建伟
机构
河北建筑工程学院
河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室
河北省高校道桥结构健康监测与维修加固应用技术研发中心
出处
《河北建筑工程学院学报》
CAS
2021年第2期48-53,共6页
基金
河北省科技厅重点研发计划项目(20373802D)
张家口市科技计划项目(1811009B-05)。
文摘
为了研究适应于张家口地区地公路气候环境、地质条件等因素下的新型防风固沙模式,以保障侧风作用下的行车安全,结合当地地貌等条件采用不同孔隙率的防风栅栏作为防风固沙的第一层保障,固沙砖作为屏障的联合固沙形式。通过模拟软件ANSYS FLENT,模拟出流场中的风速云图以及风速矢量图,分析孔隙率分别为0%、20%、40%的防风栅栏的防风固沙效果,确定最优的工况。结果表明:当防风沙障的孔隙率为40%时,距离路堤20m,固沙砖区设置5排,间隔1m,距路堤为6m时,可以充分的利用涡流作用,使得进口风在经过栅栏与固沙砖后,风速能够最大幅度降低、所携带沙粒大部分沉积在固沙区中,实现来流风速达到风沙下行车安全的最低要求以及保护路基的目的。
关键词
行车安全
防风栅栏
固沙
砖
设计参数
数值模拟
Keywords
driving safety
wind-proof fence
sand-fixing bricks
design parameters
numerical simulation
分类号
U41 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
多孔化学固沙砖的制备
被引量:
10
3
作者
吴溢文
陈永
郑福斌
革定庄
曹阳
李建保
机构
硅锆钛资源综合开发与利用海南省重点实验室
出处
《科学技术与工程》
2009年第7期1965-1969,共5页
基金
中日合作NEDO项目资助
文摘
为了解决化学固沙中固结层被风沙掩埋和掏蚀等缺点,提出以沙子为骨料,水玻璃为胶黏剂,在最优条件下制备出强度可达4MPa的多孔固沙砖辅助化学固沙,并且联合植物固沙从根本上治理沙漠化的以沙治沙新观点。还考察了不同因素对材料性能的影响,探讨了水玻璃和AlCl3固化液反应的机理。
关键词
化学
固沙
砖
水玻璃
抗压强度
Keywords
porous chemical sand-fixing brick water glass compressive strength
分类号
TU528.41 [建筑科学—建筑技术科学]
下载PDF
职称材料
题名
红一线新建地方铁路联合沙障结构参数优化研究
被引量:
1
4
作者
孙婧
李家园
王海龙
刘宏波
刘畅
机构
河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室
河北建筑工程学院土木工程学院
石家庄铁道大学交通运输学院
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期145-155,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51878242)
河北省科技厅重点研发计划项目(20373802D)
河北省高校基础科研业务费项目(2021XSTD02)。
文摘
机械沙障能控制流沙、沉降沙粒,是目前最主要的防风固沙措施。但在风沙灾害频繁发生地区,单一使用一种结构形式的沙障,大量沙粒跃移沙障后还会沿地表向前推进,风沙流控制效果不明显,必须考虑使用多种固沙措施联合的方式。依托红一线新建地方铁路工程,在现场调研基础上,设计使用钢制防风沙网板作为高立式沙障。沿风沙流前进方向,在板后一定间距处,利用当地风积沙为原料,将其固化后制备带孔固沙砖铺设成方格沙障,建立防风沙网板-固沙砖方格联合沙障。针对该联合沙障对风沙流场的影响及其阻挡风沙效果,开展了数值模拟和风洞试验研究,以优化其结构参数。研究结果表明:孔隙率对防风沙网板后不同高度处风速衰减程度影响大,结合现场沙粒起动风速,确定最佳孔隙率为30%;不同风速下,防风沙网板后有效防护距离随风速增大而减小,固沙砖方格沙障与防风沙网板合理间距范围在10H~19H(H为网板高度)。风洞试验中,板后不同高度风速分布与数值模拟结果相吻合,积沙主要出现在防风沙网板周围、防风沙网板与固沙砖沙障之间和固沙砖方格内部;当固沙砖沙障设置为5排、与防风沙网板的间距布设为18H时,固沙砖方格内沙粒沉积率最大、阻沙效果最好。固沙砖方格沙障与铁路路堤预留5 m间距,方便定期清理积沙。
关键词
钢制防风沙网板
固沙
砖
方格
联合机械沙障
风洞试验
铺设间距
Keywords
steel windproof sand screen plate
sand fixing brick grid
combined mechanical sand barrier
wind tunnel test
laying spacing
分类号
TU431 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
多孔固沙砖机械沙障防风固沙效果的风洞试验研究
被引量:
1
5
作者
孙婧
王君
王海龙
洪俊哲
张少云
机构
河北建筑工程学院土木工程学院
河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室
石家庄铁道大学交通运输学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第19期266-274,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51878242)
河北省科技厅重点研发计划项目(20373802D)
河北省教育厅2022年省级研究生创新资助项目(CXZZSS2022059)。
文摘
针对鱼卡至一里坪线新建地方铁路工程,设计了一种多孔固沙砖方格机械沙障作为本线的风沙防护措施。基于风洞试验,通过净风下0°~90°不同铺设角度的沙障风压分布及其变化特点研究,得到最优铺设角度工况;进而在风沙条件下分析了最优工况时沙障的防风固沙效果。结果表明:净风条件下,多孔固沙砖沙障所受风压呈对称分布,沙障边缘处平均风压系数波动较中部位置处大;且沙障所受风压对铺设角度变化敏感,0°~15°铺设角度内,多孔固沙砖沙障平均风压系数稳定,受压较小,是最优铺设角度范围;风沙条件下,在最优铺设角度0°时,障后风速衰减明显,沙粒主要被阻拦在第1排固沙砖前,而穿过孔洞和翻越的沙粒依次沉降在不同排数的方格内;第1排固沙砖后方格内平均沙粒沉积率为116.75 g/(m^(2)·s),占方格总积沙量的88%,固沙效果最明显。
关键词
多孔
固沙
砖
机械沙障
风洞试验
铺设角度
平均风压系数
沙粒沉积率
Keywords
porous sand fixing brick grid mechanical sand barrier
wind tunnel test
laying angle
average wind pressure coefficient
sand deposition rate
分类号
TU431 [建筑科学—岩土工程]
TU312.1 [建筑科学—土工工程]
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职称材料
题名
不同铺设形式对固沙砖沙障防风沙效果影响的风洞试验
6
作者
孙婧
王君
洪俊哲
贾小静
张少云
机构
河北建筑工程学院土木工程学院
河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室
河北省高校道桥结构健康监测与维修加固应用技术研发中心
出处
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2023年第4期44-52,共9页
基金
河北省科技厅重点研发计划项目“冀北风沙地区废弃铁尾矿道路阻沙屏障关键技术研究”(20373802D)
河北省建设科技研究计划项目(2020-266)
+1 种基金
河北省教育厅2022年省级研究生创新资助项目(CXZZSS2022059)
张家口市科技局重点研发科技项目(2021012B)。
文摘
[目的]研究带孔沙砖的铺设形式对风场特性和防风沙效果的影响,旨在为选择新型防风固沙材料提供理论依据。[方法]通过风洞试验,探究净风条件下方格沙障、梯度行列式沙障的风压分布及平均风压系数波动情况;重点对比分析了风沙条件下这2种不同沙障形式的障后风速、防风效能和积沙效果。[结果]相比于梯度行列式沙障,方格沙障内部平均风压系数均为负值,内部风流循环产生涡旋使其受压更稳定,且障后平均风速衰减率更高;防风效能沙障高度出现了先升高后下降的趋势,在10 cm高度方格沙障的防风效能为64.3%,比梯度行列式沙障高4.2%;方格沙障第1排、第2排后方格内总沙粒沉积率分别是梯度行列式沙障的1.14,1.66倍,且方格沙障的障后沉积沙粒量、障后沉积范围均要小于梯度行列式沙障。[结论]方格沙障具有使风流明显衰减的功能,阻沙率大于梯度行列式沙障,沙粒主要沉降在方格内部,其防风沙效果最好,为最优铺设形式。
关键词
风洞试验
带孔
固沙
砖
沙障
铺设形式
防风效能
沙粒沉积率
Keywords
wind tunnel test
porous sand-fixing brick sand barrier
layout
windbreak efficiency
sand deposition rate
分类号
X915.5 [环境科学与工程—安全科学]
S157.1 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
挡沙堤—固沙砖综合型体系防风固沙效果的数值模拟
孙婧
李家园
刘勇智
张少云
刘宏波
郑瑞海
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
2
张家口公路以及行车安全防风固沙设计参数的数值模拟
孙婧
李家园
安艳玲
兰建伟
《河北建筑工程学院学报》
CAS
2021
1
下载PDF
职称材料
3
多孔化学固沙砖的制备
吴溢文
陈永
郑福斌
革定庄
曹阳
李建保
《科学技术与工程》
2009
10
下载PDF
职称材料
4
红一线新建地方铁路联合沙障结构参数优化研究
孙婧
李家园
王海龙
刘宏波
刘畅
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
5
多孔固沙砖机械沙障防风固沙效果的风洞试验研究
孙婧
王君
王海龙
洪俊哲
张少云
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
6
不同铺设形式对固沙砖沙障防风沙效果影响的风洞试验
孙婧
王君
洪俊哲
贾小静
张少云
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2023
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