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摘要
路基高度是影响冻土路基工程热力稳定性的一个重要指标。同时,不同高度的路基对其周边风场的扰动也将不同,进而影响到局地的地-气能量交换过程。为揭示不同高度路基对其周边风场特征的影响规律及程度,基于风洞实验,研究了3种环境风速条件下青藏高原典型高度公路路基周边风场分布特征,并进行了量化分区。结果表明:路基坡前为流场减速区,不同高度情况下路基坡前减速区水平范围差异显著。10m·s-1环境风速条件下,3、4和5m高路基坡前减速区水平范围约为1.8、2.2和2.5倍路基高度(H)。在路基坡前减速区0.3～1.1m高度范围内,随环境风速增加,同一水平高度流场在靠近路基过程中风速的变化率呈下降趋势。路基上部为流场加速区,路肩处风速增长幅度与路基高度呈正相关。路基坡后为低速回流区,路基高度越大,低速回流区水平范围越大,10m·s-1环境风速条件下,3、4和5m高度路基坡后低速回流区水平范围分别约为2.0H、3.0H和4.1H。低速回流区后,流场逐渐恢复到初始运动状态,其消散恢复区水平范围与环境风速密切相关,但与路基高度关系不显著,10m·s-1环境风速条件下,3、4和5m高度路基坡后消散恢复区水平范围均约为9.8H。通过考虑路基高度对其周边风场分布的影响,可为块石、通风管、热管等冻土路基结构的设计和布局优化提供参考。
- 出版日期2021
- 单位土木工程学院; 兰州理工大学; 中国科学院西北生态环境资源研究院; 冻土工程国家重点实验室
