本論文研究內(nèi)容是國家自然基金面上項目（51778051）—“風(fēng)沙環(huán)境下混凝土構(gòu)筑物風(fēng)沙荷載及風(fēng)蝕機(jī)理的研究”的一部分。我國西北地區(qū)處于“一帶一路”國內(nèi)段的前沿,西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)走廊建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn),交通系統(tǒng)也在不斷地進(jìn)行優(yōu)化。西北地區(qū),風(fēng)沙災(zāi)害頻發(fā),每年因風(fēng)沙天氣造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。橋梁作為交通系統(tǒng)的重要組成部分,合理地計算風(fēng)沙環(huán)境中橋梁所受的風(fēng)沙荷載是橋梁設(shè)計的關(guān)鍵。橋梁面對風(fēng)沙的長期侵害,安全性和耐久性也受到嚴(yán)峻的考驗,錯綜復(fù)雜的風(fēng)沙流會使橋梁發(fā)生不同程度的風(fēng)蝕現(xiàn)象。因此,深入研究西北風(fēng)沙環(huán)境中橋梁的風(fēng)沙荷載和風(fēng)蝕情況顯得十分迫切和重要。本文主要研究內(nèi)容如下:（1）建立平坦沙床模型驗證采用歐拉雙流體模型模擬風(fēng)沙流時參數(shù)設(shè)定的準(zhǔn)確性。將數(shù)值模擬結(jié)果與已有文獻(xiàn)研究進(jìn)行對比,驗證數(shù)值模擬方法的合理性。（2）對純風(fēng)環(huán)境下橋梁區(qū)域風(fēng)場、風(fēng)沙環(huán)境下橋梁區(qū)域風(fēng)沙流場進(jìn)行數(shù)值模擬與分析。建立三維橋梁模型,分析橋梁區(qū)域風(fēng)沙流場的變化;對比分析純風(fēng)環(huán)境和風(fēng)沙環(huán)境下橋梁表面壓力的變化;將數(shù)值模擬風(fēng)荷載、風(fēng)沙荷載與《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范》中的計算風(fēng)荷載進(jìn)行對比。結(jié)果表明:風(fēng)沙荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)荷載,因此在風(fēng)... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

某鐵路橋橋墩混凝土風(fēng)蝕及裂縫

對于有固壁面的湍流流動，根據(jù)壁面法線方向?qū)⑵浞譃榻趨^(qū)和湍流區(qū)。近??壁區(qū)受壁面的影響，又可劃分為粘性子層（ｖｉｓｃｏｕｓ?ｓｕｂｌａｙｅｒ）和對數(shù)層（ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ??ｌａｙｅｒ），如下圖２．１所不：??ｙ＇??，?ｉｔＡ?Ｊ??／?湍流區(qū)??圖２．１近壁面示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｅａｒ?ｗａｌｌ??在粘性子層內(nèi)，流動方式幾乎是層流，可以忽略湍流應(yīng)力。但在對數(shù)層內(nèi)，??流動己經(jīng)發(fā)展為湍流，湍流應(yīng)力占據(jù)主導(dǎo)地位，速度大小的分布呈現(xiàn)出對數(shù)分布??規(guī)律。在近壁區(qū)內(nèi)，湍流發(fā)展不充分。因此對該區(qū)域必須進(jìn)行近壁區(qū)處理。??１３??

本節(jié)數(shù)值模擬了?ｌ〇ｍ／Ｓ風(fēng)速條件下，沙床上方沙粒體積分?jǐn)?shù)隨高度變化的分??布規(guī)律。計算域尺寸設(shè)為５ｍｘｌｍ，在地表鋪設(shè)厚度為ｈ＝５ｃｍ的單一的球型沙粒，??沙粒密度�。玻叮担埃耄纾恚场Ｈ肟陲L(fēng)速梯度服從指數(shù)分布。沙床模型如圖３．１所示：??．?５ｍ?，??ｌｍ??入口?沙床??１７??圖３．１沙床模型??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?ｓａｎｄ?ｂｅｄ?ｍｏｄｅｌ??邊界條件如下：??（１）空氣相速度入口：入口風(fēng)速采用指數(shù)分布律。指數(shù)風(fēng)剖面的形式為：??—?＿?ｒ?ｚ＼０１２??１７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)沙環(huán)境下混凝土路面受沖蝕形貌、損傷機(jī)理及工況預(yù)測[J]. 郝贠洪,劉艷晨,郭健,何曉雁,馮玉江,江南.  中國公路學(xué)報. 2017(09)
[2]鐵路沿線掛板式沙障開孔特征與風(fēng)沙流場的影響研究[J]. 辛國偉,程建軍,楊印海.  鐵道學(xué)報. 2016(10)
[3]風(fēng)沙流對鐵路涵洞響應(yīng)規(guī)律的三維仿真分析[J]. 石龍,蔣富強(qiáng),李凱崇,薛春曉,孔令偉.  鐵道工程學(xué)報. 2016(09)
[4]基于高速攝影技術(shù)的風(fēng)沙流輸沙通量剖面的風(fēng)洞實驗測量[J]. 蔣纏文,董治寶,王曉艷.  中國沙漠. 2016(05)
[5]鐵路沿線地表條件與風(fēng)沙流場的互饋規(guī)律研究[J]. 辛國偉,程建軍,王連,智凌巖,辛林桂.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2016(09)
[6]氣固兩相流條件下混凝土受沖蝕磨損性能及碳化深度研究[J]. 郝贠洪,劉永利,樊金承,江南,韓燕.  混凝土. 2016(06)
[7]基于FLUENT的擋沙墻擋沙機(jī)理數(shù)值模擬研究[J]. 曹太平,李曉軍.  蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2016(01)
[8]風(fēng)沙環(huán)境下混凝土橋梁墩身固體顆粒沖蝕磨損及防護(hù)材料試驗研究[J]. 王彥平,龔卓,王起才.  硅酸鹽通報. 2015(07)
[9]風(fēng)沙環(huán)境下混凝土、砂漿和水泥石的固體顆粒沖蝕磨損試驗研究[J]. 王彥平,居春常,王起才.  中國鐵道科學(xué). 2013(05)
[10]基于DIP技術(shù)的高強(qiáng)混凝土初始微裂紋定量分析[J]. 李曙光,陳改新,紀(jì)國晉,魯一暉.  混凝土. 2013(05)

碩士論文
[1]風(fēng)沙兩相流對鐵路路堤及防風(fēng)擋沙墻響應(yīng)規(guī)律的數(shù)值模擬研究[D]. 李曉軍.蘭州交通大學(xué) 2016
[2]低矮建筑風(fēng)沙荷載與大跨結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)的研究[D]. 王尚雨.湖南大學(xué) 2015
[3]風(fēng)沙環(huán)境下混凝土受沖蝕損傷機(jī)理及評價研究[D]. 馮玉江.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3088201