本文以新建格库铁路为研究背景,通过现场勘察和风沙流监测,掌握了格库铁路沿线的风沙流运动基本特征,同时结合FLUENT流体模拟软件对沿线的涵洞沙害以及传统挡沙堤阻沙机理进行数值模拟;基于数值模拟结果,本文提出了一种新型高立式堤网组合沙障,并对提出的新型阻沙措施进行参数优化,得出了试用于现场防风阻沙的最优参数。这对沙漠铁路的风沙防治及安全运营具有重要的现实意义。本文主要的研究成果总结如下:(1)通过对格库铁路沿线的风速监测分析,得到了格库铁路沿线的的风季为2-7月份,在这段时间内风速表现出起沙频次高,风速大,出现大风频率高,风沙流危害严重的特点;通过对不同风向出现频次进行分析,发现研究区域的主导风向为WNW,次主导风向为W,第三主导风向为NW。(2)对采集的近地表沙粒进行粒径分布频率及粒径形态磨圆度分析。发现近地表风沙流中的沙粒粒径分布近似于正态分布,含量占比最大的粒径为220~320μm,粒径占比波峰位置对应的粒径范围是100~500μm,即现场大部分颗粒分级属中沙、细沙,同时对于粒径分布的分析可为有限元模型中沙粒的粒径取值提供了依据。通过沙粒的磨圆度分析,发现该区域的沙粒大都处于次圆、圆和极圆状态。(3)以现场实际工程为研究对象建立起了路基-涵洞的三维模型,并对建立的路基-涵洞三维模型进行了流场分析和积沙规律研究。通过流场分析,得到了涵洞外部中轴面的风速分区和涵洞洞身内的风速廓线变化规律;通过路基-涵洞的积沙规律研究,发现正交风是造成路基-涵洞结构背风侧大量积沙的原因之一,而斜交风则是造成涵洞洞身及八字墙地表积沙的最重要的原因。(4)对传统挡沙堤的防风阻沙机理进行了模拟研究,分析了风沙流经过挡沙堤时的速度变化趋势,总结了气流经过挡沙堤的速度分区。基于挡沙堤周围的速度分区结果,对挡沙堤周围的积沙规律与积沙形态进行了研究,并阐明了传统挡沙堤的阻沙失效过程,同时结合挡沙堤阻沙规律研究的现场试验,对挡沙堤的有效防护距离进行验证,进而为新型阻沙措施的提出提供参考。(5)在对传统挡沙堤研究的基础上,提出了新型高立式堤网组合沙障。新型高立式堤网组合沙障是由挡沙堤及挡沙堤顶部加设的一道HDPE板组成。针对顶部加设的HDPE板,本文建立了不同孔隙率和不同高度的HDPE板二维模型,以有效防护距离与阻沙效果为防风阻沙性能评价指标,对新型阻沙措施顶部的HDPE板孔隙率与高度进行优化研究,从而确定了试用于现场实际的最优参数,为格库铁路的防风阻沙工程提供一定的理论支撑。