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本论文研究内容为国家自然科学基金项目一“高速公路建设对区域气流场影响的研究”(51178033)的伸展研究内容。丝绸之路经济带的建设势必对交通系统的安全性和耐久性提出更高要求,毋庸置疑桥梁工程是非常重要的一个环节。作为交通系统重要组成部分的桥梁跨越各种地形地貌,穿越多变复杂的大气环境,必然面对地理大气的综合因素给予安全性耐久性的严峻考验。我国西部地广人稀戈壁沙漠面积广大,常年大风,因而大风沙是西部地区的地理气候的典型特征。风沙对构筑物的破坏作用,尤其是桥梁的风蚀是桥梁工程亟待解决的突出问题。在此客观条件下桥梁迎风面的压力分布和风蚀机理是桥梁风蚀研究的起点和重点。本论文在搜集和研读大量风沙风蚀、材料磨损与消耗和接触力学、冲击动力学、断裂力学、连续介质损伤力学等书籍文献的基础上,进行了如下工作内容:(1)依据王彦平等挟沙气流冲蚀水泥砂浆试块试验,利用试验参数对试验过程进行数值模拟,定义了风蚀临界压力。(2)建立了桥梁模型,分析了合理网格划分方案,设定了sizefunction辐射体网格进行网格划分,确定了合理的边界条件;根据所研究的问题和风沙体积分数确定了风沙二相流模型,使用流体有限元软件FLUENT对风场进行了数值模拟。(3)对比净风和风沙两种工况下桥梁迎风面压力分布,分析桥梁区域风沙流流场特点,以及不同风沙流攻角时桥梁迎风面压力分布。(4)推导了沙粒撞击压力计算公式;定义并推导了风蚀初始压力;分析了风蚀机理;定义并推导了弹性模量衰减方程;定义并推算了风蚀发生的最小弹性模量值;推导了已知弹性模量情况下风蚀发生所需要的沙粒撞击次数的计算公式;研究了桥梁迎风面上沿桥墩高度方向的风蚀规律;研究了在不同风沙流攻角和含沙率情况下,桥梁迎风面风蚀特性。本论文的研究成果是风沙环境下桥梁耐久性研究的一个起步,给桥梁迎风面风沙风蚀预防工作以及后续研究工作提供了一定的参考。