山区高速公路风吹雪灾害机理与预测研究
发布时间：2023-02-16 09:34
第24届冬奥会将于2022年由北京和张家口联合举办,为提升冬奥会比赛期间的交通运输能力并加快实现京津冀协同发展,修建了直接连接北京与张家口两地的延崇高速公路。延崇高速途径多山地地区,并且途径地区年均降雪量大,极易发生公路风吹雪灾害,阻碍延崇高速的正常运营。本文以延崇高速公路为背景,对位于多雪山区的高速公路风吹雪灾害进行了数值模拟研究,得出了适用于山区高速公路风吹雪灾害的预测模型,最后应用预测模型对延崇高速典型断面的风吹雪灾害情况进行了预测分析。首先,对山区高速公路风吹雪成因及影响因素进行了研究分析,并提出了应用数值模拟手段研究山区高速公路风吹雪灾害的基本方法,在对建模关键参数进行了有针对性的设置和假设后,利用数值模拟的方法对典型路基断面进行了研究分析,以求数值模拟所用模型与真实路况最大程度的吻合。其次,根据公路所采用的路基形式的不同,分别考虑了距地面10 m高度处风速、山体相对高程、公路路基与沿线山体水平距离、路堤高度/路堑高度、路堤/路堑边坡坡度五种因素,利用FLUENT软件结合正交回归试验相关理论分别对不同形式的典型路基断面设计并进行了大量数值模拟研究,得到了各种路基形式下山区高速...
【文章页数】：153 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基本理论研究
1.2.2 数值模拟研究
1.2.3 风洞试验研究
1.2.4 山区高速公路地形划分研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 山区高速公路风吹雪概述
2.1 风吹雪概念及其灾害形式简介
2.1.1 风吹雪的概念
2.1.2 风吹雪成因
2.1.3 风吹雪灾害形式
2.2 山区高速公路风吹雪灾害影响因素
2.2.1 相对高程
2.2.2 地面坡度
2.2.3 地表破碎程度
2.2.4 公路与沿线山体的水平距离
2.2.5 公路沿线山体位于公路上/下风侧情况
2.2.6 公路路基断面形式
2.2.7 公路沿线粗糙度
2.3 本章小结
第三章 山区高速公路数值模拟基本理论与方法
3.1 基本控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.2 数值模拟软件
3.2.1 FLUENT主要特点
3.2.2 FLUENT采用的离散方法
3.3 数值模拟建模方法
3.3.1 风速剖面及相关参数的确定
3.3.2 山体模型的选定
3.3.3 湍流模型及边界条件的确定
3.3.4 计算域的确定
3.3.5 路基表面网格划分
3.4 本章小结
第四章 山区高速公路风吹雪雪害预测模型与雪害机理分析
4.1 回归正交试验相关理论与试验设计
4.1.1 回归正交试验法概述
4.1.2 山区高速公路风吹雪回归正交试验设计
4.2 路堤形式下山区高速公路风吹雪雪害预测模型
4.2.1 高矮路堤的划分
4.2.2 回归正交试验设计
4.2.3 回归正交试验的实施与处理
4.2.4 风吹雪雪害预测模型
4.3 路堑形式下山区高速公路风吹雪雪害预测模型
4.3.1 深浅路堑的划分
4.3.2 回归正交试验设计
4.3.3 回归正交试验的实施与处理
4.3.4 风吹雪雪害预测模型
4.4 半路堑形式下山区高速公路风吹雪雪害预测模型
4.4.1 半路堑的划分
4.4.2 回归正交试验设计
4.4.3 回归正交试验的实施与处理
4.4.4 风吹雪雪害预测模型
4.5 预测模型与公路雪害的关系
4.6 本章小结
第五章 雪害预测模型的应用与评价
5.1 延崇高速途经地区地理及气候概况
5.1.1 地理位置与地形地貌
5.1.2 气候
5.2 延崇高速公路风吹雪雪害成因
5.3 风吹雪雪害预测模型在延崇高速典型路段的应用分析
5.3.1 典型路堤断面
5.3.2 典型迎风半路堑断面
5.3.3 典型背风半路堑断面
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3743975
【文章页数】：153 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基本理论研究
1.2.2 数值模拟研究
1.2.3 风洞试验研究
1.2.4 山区高速公路地形划分研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 山区高速公路风吹雪概述
2.1 风吹雪概念及其灾害形式简介
2.1.1 风吹雪的概念
2.1.2 风吹雪成因
2.1.3 风吹雪灾害形式
2.2 山区高速公路风吹雪灾害影响因素
2.2.1 相对高程
2.2.2 地面坡度
2.2.3 地表破碎程度
2.2.4 公路与沿线山体的水平距离
2.2.5 公路沿线山体位于公路上/下风侧情况
2.2.6 公路路基断面形式
2.2.7 公路沿线粗糙度
2.3 本章小结
第三章 山区高速公路数值模拟基本理论与方法
3.1 基本控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.2 数值模拟软件
3.2.1 FLUENT主要特点
3.2.2 FLUENT采用的离散方法
3.3 数值模拟建模方法
3.3.1 风速剖面及相关参数的确定
3.3.2 山体模型的选定
3.3.3 湍流模型及边界条件的确定
3.3.4 计算域的确定
3.3.5 路基表面网格划分
3.4 本章小结
第四章 山区高速公路风吹雪雪害预测模型与雪害机理分析
4.1 回归正交试验相关理论与试验设计
4.1.1 回归正交试验法概述
4.1.2 山区高速公路风吹雪回归正交试验设计
4.2 路堤形式下山区高速公路风吹雪雪害预测模型
4.2.1 高矮路堤的划分
4.2.2 回归正交试验设计
4.2.3 回归正交试验的实施与处理
4.2.4 风吹雪雪害预测模型
4.3 路堑形式下山区高速公路风吹雪雪害预测模型
4.3.1 深浅路堑的划分
4.3.2 回归正交试验设计
4.3.3 回归正交试验的实施与处理
4.3.4 风吹雪雪害预测模型
4.4 半路堑形式下山区高速公路风吹雪雪害预测模型
4.4.1 半路堑的划分
4.4.2 回归正交试验设计
4.4.3 回归正交试验的实施与处理
4.4.4 风吹雪雪害预测模型
4.5 预测模型与公路雪害的关系
4.6 本章小结
第五章 雪害预测模型的应用与评价
5.1 延崇高速途经地区地理及气候概况
5.1.1 地理位置与地形地貌
5.1.2 气候
5.2 延崇高速公路风吹雪雪害成因
5.3 风吹雪雪害预测模型在延崇高速典型路段的应用分析
5.3.1 典型路堤断面
5.3.2 典型迎风半路堑断面
5.3.3 典型背风半路堑断面
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3743975
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3743975.html
