沙漠公路风蚀破坏规律的数值模拟研究

通过fluent软件对沙漠公路的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析公路不同横断面时风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程，确定路基(堑)高度、边坡坡率和路面宽度等公路断面设计参数对风沙流扰动的影响，提出沙漠公路路基(堑)风蚀破坏规律。结果表明：路面宽度的改变对路基沿程风速变化影响较小，各特征点处风速变化小于5%。路基(堑)高度和边坡坡率对风沙流扰动的影响较大。随路基(堑)高度增加，风沙流流场的扰动被增强，路基(堑)风蚀破坏越显著，当边坡坡率为1:1时，路基模型高度250mm时的迎风路肩风速为模型高度60mm时的1.15倍，其背风坡脚风速降低45%；路堑模型高度250mm时的背风堑顶风速为模型高度60mm时的1.05倍，迎风堑脚处风速降低高达80%。建议沙漠公路宜采用中低路基(堑)，不宜高填深挖。当路基(堑)高度一定，边坡坡率为1:1.75或1:2时，路基(堑)沿程风速变化平缓，沙漠路肩不易被吹蚀破坏；路堑中堑脚位置处不易出现堆积。其结论与室内风蚀风洞试验结果有很好的一致性