戈壁近地表强风携沙砾运动的力学特性研究

新疆戈壁地区具有大风频繁、风力强劲等特点，致使戈壁地区的风沙、砾石流害延续分布范围广泛且十分严重，途径戈壁的铁路安全与线路维护问题十分突出。本项目应戈壁地区铁路沿线的防沙砾工程实践对强风携沙砾运动力学特性研究理论的需求，借助本项目申请合作单位在戈壁地区正在进行的多项沙砾流防治相关科研与工程实践项目，基于戈壁典型地段的风沙、砾石流的实测、监测成果数据，通过沙砾运动轨迹及风速测试、输沙强度测试以及地表风蚀与积沙测试等多种测试方法，结合室内采样分析、风洞实验、数值模拟，展开对戈壁近地表强风携沙、砾石流运动的力学性状特点以及各种运动因素的研究。深入研究戈壁近地表强风携沙、砾石流运动时的起动风速、分布结构、携高、冲击强度等性状特点与规律特征。研究成果能为戈壁地区道路与铁道工程的防风沙、砾石流措施结构物合理设计及多种防治结构物优化组配提供直接依据，同时为戈壁路堤工程风蚀灾害的防治提供理论依据。

围绕研究内容与预期目标，按照项目任务书中的实施方案，2010—2012年在兰新铁路沿线的“百里风区”和南疆铁路沿线各风口处展开野外风沙定期监测与现场试验（依托科技部科技研发项目的支持）。研获得了大量的风沙流结构试验数据，从2010年1月份至课题研究结束，课题组完成了大量的工作，具体工作量如下：共埋设风沙流观测装置８套，完成现场风沙观测及采样186次，采集了不同高度的积沙数据1576个，完成沙粒颗分试验1576组，完成数值模拟及相关计算590组以上，进行室内风洞试验23组，取得了大量的试验数据和现场资料。结合本项目培养硕士研究生1名（已毕业），发表论文11篇，其中核刊8篇，EI检索6篇，按照计划顺利完成预期目标。