风吹雪是一种由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的多相流的天气现象,主要发生在我国高纬度、高海拔的北方及西部高原地区。高强度的风吹雪会对长大线性交通设施如铁路、公路等造成灾害性影响。由于风吹雪灾害本身难以预测和控制,加之我国大多防治措施设而不防,致使交通严重受阻甚至威胁人们生命安全。因此本文针对高速公路风吹雪灾害防治措施进行了系统研究,以河北省张家口承德地区的某高速公路为背景,结合现有的防护措施,开展以挡雪墙和导风板两种防雪措施为主的防雪效果研究,建立了考虑多因素的防雪效果预测模型,并提出了防治措施优化设计方法,旨在最大程度地降低风吹雪灾害,为具体工程提供技术支撑。具体内容如下:首先,综述了风吹雪概念、风吹雪灾害成因、防治原理等相关理论,并对常见防治措施进行了调研。介绍了风吹雪数值模拟与回归正交试验的基本理论,为后续数值模型的建立和计算奠定基础。其次,进行了一系列前处理工作,包括引入数值模型基本假设,确定风速、公路路基尺寸、采用的湍流模型、网格剖分方法、模型计算范围、边界条件设置及其他参数的设置等。最后,根据挡雪墙和导风板两种不同防治措施,在不同路基断面形式下,分别选取距离近地面10 m高度处平均风速、挡雪墙高度(导风板长度)、挡雪墙与路基水平距离(导风板下口高度)、路堤(路堑)高度以及边坡比5种影响因素,确定正交表。通过数值模拟相关软件建立相应模型以及简化相关参数,经过大量的数值模拟并将结果整理,提取出试验指标。然后进行回归正交试验,得出影响因素较全面的防雪(输雪)效果预测模型。根据预测模型的各个系数绝对值大小,得出各个因素的影响程度大小;同时利用防雪(输雪)效果的预测模型,将防治措施自身影响因素作为自变量,提出二元三维曲面求极值的优化方法,对防治措施进行优化;并分别研究了两种防治措施的防治效果,证明了本文提出的防治措施优化方法的可行性与合理性。