馬 磊， 劉 健， 冉武平， 胡智軒， 李在藍(lán)， 俞祥祥

（1.新疆交通科學(xué)研究院干旱荒漠區(qū)公路工程技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆烏魯木齊830000； 2.新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047； 3.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆烏魯木齊830011）

0 引言

中國(guó)有風(fēng)吹雪區(qū)域的面積占陸地國(guó)土面積的55.2%，主要分布在青藏高原及周邊山區(qū)、北疆和天山、內(nèi)蒙古與東北地區(qū)。風(fēng)吹雪對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響較大，直接給經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人們的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失［1］。受公路風(fēng)吹雪影響，新疆地區(qū)G3015線鐵廠溝至額敏段2014—2018年期間冬季交通中斷時(shí)間平均占比為41.2%，S201 線鐵廠溝至額敏段冬季交通中斷時(shí)間平均占比為30.8%［2］。當(dāng)前風(fēng)吹雪的研究較為成熟，國(guó)際上美國(guó)學(xué)者Tabler［3］、日本學(xué)者竹內(nèi)政夫［4］編制了防雪柵欄設(shè)計(jì)手冊(cè)，在風(fēng)吹雪運(yùn)動(dòng)機(jī)理和防雪柵欄實(shí)踐方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。在理論研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者呂曉輝等［5-6］利用自然降雪進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，提出風(fēng)吹雪過(guò)程中雪粒徑與高度的關(guān)系；王正師［7］通過(guò)大渦模擬控制方程的改進(jìn)研究了復(fù)雜地形的風(fēng)吹雪分布特征；席建鋒等［8］采用力學(xué)分析手段，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)吹雪積雪深度的定量化描述；時(shí)光磊［9］通過(guò)研究風(fēng)吹雪綜合運(yùn)動(dòng)模型，總結(jié)了風(fēng)吹雪過(guò)程中懸移和躍移運(yùn)動(dòng)的有關(guān)特征。在工程實(shí)踐方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者王中?。?］系統(tǒng)總結(jié)了中國(guó)風(fēng)雪流的特征，提出風(fēng)吹雪區(qū)劃；劉健等［2］、馬磊等［10］結(jié)合新疆地區(qū)典型公路風(fēng)吹雪災(zāi)害實(shí)際，提出綜合防治措施和計(jì)算體系；張家平［11］提出黑龍江省風(fēng)吹雪災(zāi)害時(shí)空分布及其防治措施?？偟膩?lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)吹雪防治工程的研究大多集中在防雪柵欄、路基斷面方面，相關(guān)措施對(duì)路面風(fēng)積雪有一定改善作用，但隨著風(fēng)速和移雪量不斷增大，二者均難以徹底根治風(fēng)吹雪問(wèn)題。針對(duì)于此，本文結(jié)合新疆瑪依塔斯風(fēng)區(qū)S201 線風(fēng)吹雪災(zāi)害特點(diǎn)，提出采用棚洞工程進(jìn)行風(fēng)吹雪防治的思路并就有關(guān)方案進(jìn)行了風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)研究。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 風(fēng)洞設(shè)備

風(fēng)洞設(shè)備采用中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所莫索灣多功能環(huán)境風(fēng)洞。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段長(zhǎng)8 m，水平寬1.3 m，高1 m。本次實(shí)驗(yàn)的邊界層厚度約為22 cm，湍流度約為1%，采用皮托管測(cè)定風(fēng)速（圖1）。實(shí)驗(yàn)中模型高度低于邊界層厚度，袁鑫鑫等［12］在該風(fēng)洞開展了阻沙網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，譚鳳翥等［13］開展了檉柳灌叢沙堆流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，均表明該風(fēng)洞滿足相似條件。

圖1 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)示意圖Fig. 1 Schematic diagram of the wind tunnel experiment

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

本次實(shí)驗(yàn)根據(jù)S201 線擬實(shí)施的工程實(shí)際尺寸縮小一定比例制作了實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，模型縮尺比為1∶60，所有實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途沾吮壤谱鳌?/p>

（1）棚洞模型

棚洞模型在3Dmax建模后，采用PLA 材質(zhì)以熔融堆積的方式3D 打印成型。依據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，共制作三種棚洞模型：第一種是利用洞側(cè)孔隙抑制吹雪且頂部封閉的透風(fēng)式棚洞，洞側(cè)透風(fēng)率分別為25%、35%、45%［圖2（a）］；第二種是利用弧形引導(dǎo)氣流原理的上挑式棚洞［圖2（b）］；第三種是常規(guī)全封閉式棚洞［圖2（a）］。棚洞模型內(nèi)側(cè)寬21.7 cm，側(cè)墻高9.2 cm，洞頂弧面高14.0 cm。為表述方便，下文中用H代替棚洞弧頂高度。

圖2 3D打印棚洞的模型結(jié)構(gòu)Fig. 2 Model structure of the 3D printing shed tunnel：fully enclosed（ventilated）shed tunnel（a）and overhanging shed tunnel（b）

（2）擋雪板模型

擋雪板模型依據(jù)對(duì)應(yīng)縮尺比，采用細(xì)木條制作，模型高10 cm，透風(fēng)率為25%，實(shí)驗(yàn)中將擋雪板高度設(shè)計(jì)為0.73H。路基模型依據(jù)對(duì)應(yīng)縮尺比采用木板切割制作，高2.5 cm，長(zhǎng)100 cm，坡率為1∶3。

1.3 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)中采用的精鹽為日常食用鹽，細(xì)砂為干砂。采用的鋸末粒徑在1～3 mm 之間，多為片狀，實(shí)驗(yàn)前用2 mm 篩孔進(jìn)行篩分，控制實(shí)驗(yàn)鋸末最大粒徑不大于2 mm，濕度介于15%～20%。

實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞設(shè)備在溫度低于10 ℃時(shí)無(wú)法保證湍流度，因此無(wú)法直接利用雪為介質(zhì)進(jìn)行吹雪低溫實(shí)驗(yàn)，故本次實(shí)驗(yàn)采用鋸末、鹽、細(xì)砂作為介質(zhì)模擬吹雪堆積。為保證實(shí)驗(yàn)的有效性，選用多種相似要素判定模擬介質(zhì)與雪之間的相似性。由于介質(zhì)堆積實(shí)驗(yàn)主要用于驗(yàn)證棚洞洞口可能的吹雪堆積和擋雪板的吹雪阻攔功能，因此堆積形態(tài)相似度是最重要的要素。堆積形態(tài)相似性判定，主要以擋雪板模型前后的介質(zhì)堆積情況與瑪依塔斯區(qū)域已經(jīng)實(shí)施的擋雪板前后吹雪堆積形態(tài)為參照對(duì)象進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，先將介質(zhì)平鋪在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)區(qū)上游，入流風(fēng)速緩慢均勻提升至介質(zhì)起動(dòng)風(fēng)速后保持，至介質(zhì)無(wú)明顯移動(dòng)后結(jié)束。實(shí)驗(yàn)完成后測(cè)量典型介質(zhì)堆積斷面，再放大60 倍后與參照對(duì)象進(jìn)行量化對(duì)比，并按照相似度在0～1 中間取值?？紤]到介質(zhì)本身物理性質(zhì)與雪的相似性，實(shí)驗(yàn)還選取介質(zhì)密度和粒徑作為補(bǔ)充要素進(jìn)行相似性判定（表1）。經(jīng)專家打分求算術(shù)平均后，密度權(quán)重為0.25，介質(zhì)粒徑權(quán)重為0.25，堆積形態(tài)權(quán)重為0.50。

表1 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的模擬介質(zhì)參數(shù)Table 1 Parameters of simulation medium measured by experiments

相似性判定采用加權(quán)歐氏距離的計(jì)算方法［14］。當(dāng)i、j坐標(biāo)分別為（xi1，xi2，xi3）、（xj1，xj2，xj3）時(shí)，令a1＞a2＞a3，且a1+a2+a3=1，則有

式中：dij為i、j間的加權(quán)歐氏距離；a1、a2、a3為權(quán)重。

本例中，堆積形態(tài)權(quán)重為a1，密度權(quán)重為a2，介質(zhì)粒徑權(quán)重為a3，將每種模擬介質(zhì)的不同要素加權(quán)后計(jì)算與吹雪的歐氏距離（表2）。

表2 模擬介質(zhì)與吹雪的加權(quán)歐氏距離Table 2 Weighted Euclidean distance between simulation medium and blowing snow

Setoguchi［15］在風(fēng)吹雪介質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)中采用白土模擬雪，采用自然坍落底角的相似性來(lái)證實(shí)白土與吹雪的相似度。在上述風(fēng)吹雪模擬介質(zhì)相似性論證的基礎(chǔ)上，經(jīng)分析實(shí)驗(yàn)影像數(shù)據(jù)，鋸末在篩分過(guò)程中自然坍落底角約為49°，而雪的坍落角度在45°～50°之間。

加權(quán)歐式距離和坍落底角法均表明，當(dāng)前濕度條件下的鋸末與雪具有極高的相似度，可以采用鋸末替代積雪進(jìn)行風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)。

1.4 三類棚洞堆積定性實(shí)驗(yàn)方案

堆積定性實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)模擬風(fēng)吹雪中的吹雪沉積情況，來(lái)判定具有較好效果棚洞的型式。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中棚洞迎風(fēng)側(cè)洞口不設(shè)擋雪板，參照瑪依塔斯區(qū)域風(fēng)向與路向夾角，將路基和棚洞組合模型與風(fēng)向成90°布置，實(shí)驗(yàn)過(guò)程與介質(zhì)相關(guān)性實(shí)驗(yàn)基本相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定各類棚洞迎風(fēng)側(cè)、洞內(nèi)、背風(fēng)側(cè)介質(zhì)堆積的體積。

1.5 封閉式棚洞有無(wú)擋雪板堆積定量對(duì)比實(shí)驗(yàn)方案

對(duì)堆積定性實(shí)驗(yàn)中的封閉式棚洞進(jìn)行有無(wú)擋雪板的對(duì)照組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比堆積實(shí)驗(yàn)中無(wú)擋雪板工況下的介質(zhì)堆積情況與有擋雪板工況下的情況，來(lái)驗(yàn)證擋雪板的洞口吹雪防治效果。實(shí)驗(yàn)中，棚洞與風(fēng)向的角度按照擬實(shí)施棚洞工程的瑪依塔斯區(qū)域S201 線K34～K35 段實(shí)際情況設(shè)置為30°。擋雪板平面布置與流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)相同（圖3）。

圖3 洞口無(wú)防護(hù)措施（a）與有防護(hù)措施（b）的對(duì)比堆積實(shí)驗(yàn)Fig. 3 Comparative stacking experiment without（a）and with（b）protective measures at the entrance

1.6 封閉式棚洞流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)方案

（1）洞外流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

洞外流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)采用對(duì)比有無(wú)擋雪板的方法來(lái)研究。棚洞、擋雪板布設(shè)方案等與堆積實(shí)驗(yàn)相同。實(shí)驗(yàn)入流風(fēng)速為8 m·s-1、10 m·s-1和12 m·s-1，流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)每條風(fēng)持續(xù)3 min，采用每組數(shù)據(jù)的平均值作為實(shí)驗(yàn)值。實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)分別位于棚洞兩端0H～5H距離，測(cè)點(diǎn)高度為0.07H～3.57H。本實(shí)驗(yàn)中由于棚洞為30°放置，因此棚洞截面寬度為3.1H，繪圖時(shí)以迎風(fēng)側(cè)棚洞0H處為坐標(biāo)原點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)垂直布設(shè)9 層，沿棚洞上下風(fēng)向位置水平布設(shè)8 層（表3、圖4）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先測(cè)定無(wú)擋雪板時(shí)三種風(fēng)速流場(chǎng)的分布，再測(cè)定有擋雪板時(shí)的三種風(fēng)速流場(chǎng)。

圖4 風(fēng)洞內(nèi)模型布置方案（I-I為流場(chǎng)觀測(cè)斷面）Fig. 4 Model layout scheme in the wind tunnel（I-I is the flow field observation section）

表3 測(cè)點(diǎn)設(shè)置Table 3 Setting of the measured points

（2）洞內(nèi)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

洞內(nèi)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與洞外流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)方案基本一致，只是在測(cè)點(diǎn)布設(shè)方面不同。洞內(nèi)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)均在洞內(nèi)布設(shè)測(cè)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)共測(cè)定了5組斷面，分別在兩側(cè)洞口、洞身1/4、1/2、3/4位置（表4、圖5）。

圖5 棚洞洞內(nèi)實(shí)驗(yàn)斷面測(cè)點(diǎn)布置圖（a）和現(xiàn)場(chǎng)照片（b）Fig. 5 Layout of measuring points of experimental section in shed tunnel（a）and site photos（b）

表4 棚洞洞內(nèi)實(shí)驗(yàn)斷面測(cè)點(diǎn)設(shè)置Table 4 Setting of measuring points of experimental section in shed tunnel

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 三類棚洞堆積定性實(shí)驗(yàn)

堆積實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于不同棚洞阻滯效應(yīng)的差異，部分介質(zhì)會(huì)被直接吹出風(fēng)洞，因此堆積總量不一定與源介質(zhì)總量相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過(guò)分析迎風(fēng)側(cè)、洞內(nèi)、背風(fēng)側(cè)介質(zhì)堆積體積得出有關(guān)結(jié)論（圖6）。

圖6 各類棚洞堆積實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)Fig. 6 Statistics of various types of shed tunnel stacking experiments

（1）封閉式棚洞

洞身迎風(fēng)側(cè)堆積為源介質(zhì)體積的50%，洞內(nèi)堆積為源介質(zhì)體積的0.1%，洞身背風(fēng)側(cè)堆積為0。

（2）透風(fēng)式棚洞

不同透風(fēng)率堆積情況不同，以45%透風(fēng)率的棚洞為例，迎風(fēng)側(cè)堆積質(zhì)量為源介質(zhì)體積的23%，洞內(nèi)堆積質(zhì)量為源介質(zhì)體積的4%，洞身背風(fēng)側(cè)堆積體積為源介質(zhì)質(zhì)量的16%。在洞側(cè)透風(fēng)率從45%向25%降低過(guò)程中，相應(yīng)指標(biāo)存在規(guī)律性變化：洞內(nèi)介質(zhì)堆積質(zhì)量隨透風(fēng)率降低而降低，背風(fēng)側(cè)介質(zhì)堆積質(zhì)量隨透風(fēng)率降低而降低。

（3）上挑式棚洞

洞身迎風(fēng)側(cè)堆積體積為源介質(zhì)質(zhì)量的48%，洞內(nèi)堆積介質(zhì)為源介質(zhì)體積的0.1%，洞身背風(fēng)側(cè)為0。從阻雪性能上來(lái)講，上挑式棚洞洞體阻雪性能與封閉式相當(dāng)，洞內(nèi)產(chǎn)生的堆積極少。

2.2 封閉式棚洞有無(wú)擋雪板堆積定量對(duì)比實(shí)驗(yàn)

在堆積實(shí)驗(yàn)中，未設(shè)置擋雪板的棚洞洞口有較多介質(zhì)堆積，堆積寬度為棚洞寬度的3/4，寬度隨深入洞內(nèi)逐漸減小。設(shè)置擋雪板的棚洞洞口有少量介質(zhì)堆積，堆積寬度為未設(shè)置擋雪板工況的1/3，堆積質(zhì)量為未設(shè)置擋雪板的1/30。

2.3 封閉式棚洞流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

（1）洞外流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

為簡(jiǎn)化表達(dá)不同層高的風(fēng)速流場(chǎng)情況，將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯廨喞詢?nèi)的部分風(fēng)速全部設(shè)置為0，并按照相應(yīng)坐標(biāo)加入人工處理參數(shù)。采用Origin 軟件，將軟件中smoothing 選項(xiàng)中的Total points increase factor 設(shè)為100，Smoothing Parameter 設(shè)為0.1，繪制了流場(chǎng)圖（圖7）。圖中左側(cè)一列三張流場(chǎng)圖為未設(shè)置擋雪板的棚洞外部流場(chǎng)情況，從上到下入流風(fēng)速分別為8 m·s-1、10 m·s-1和12 m·s-1；右側(cè)一列三張流場(chǎng)圖為設(shè)置三排擋雪板后的流場(chǎng)情況，入流風(fēng)速與左側(cè)同排相同。

圖7 棚洞外側(cè)的風(fēng)速流場(chǎng)Fig. 7 Wind flow field outside the shed tunnel

以8 m·s-1入流風(fēng)速無(wú)擋雪板流場(chǎng)為例，風(fēng)在通過(guò)棚洞的時(shí)候會(huì)圍繞洞身環(huán)流，就形態(tài)上而言，入流方向風(fēng)速變化相對(duì)較快，流場(chǎng)形態(tài)較尖銳，通過(guò)棚洞以后風(fēng)速恢復(fù)較緩，流場(chǎng)形態(tài)較為平滑。從8 m·s-1至12 m·s-1風(fēng)速變化過(guò)程中，流場(chǎng)形態(tài)無(wú)明顯變化。以8 m·s-1入流風(fēng)速無(wú)擋雪板與有擋雪板流場(chǎng)對(duì)比來(lái)看，擋雪板對(duì)流場(chǎng)影響極大，尤其是1.25H高度以下的風(fēng)速較入流下降均在40%左右。在入流風(fēng)速8 m·s-1至12 m·s-1變化過(guò)程中，隨入流風(fēng)速提升，風(fēng)速下降呈增大趨勢(shì)。在設(shè)置擋雪板的工況下，-2.5H至-1H區(qū)間出現(xiàn)了流場(chǎng)擾動(dòng)縮短的現(xiàn)象，并且隨著風(fēng)速不斷提高，該現(xiàn)象有擴(kuò)大的趨勢(shì)。

（2）洞內(nèi)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以棚洞左側(cè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，洞高方向?yàn)閅軸正方向，洞左至右為X軸正方向，建立數(shù)據(jù)坐標(biāo)后采用Origin軟件繪制圖像。洞內(nèi)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)也與上述流場(chǎng)條件相同，采用8 m·s-1入流風(fēng)速進(jìn)行分析研究（圖8）。

圖8 棚洞洞內(nèi)的風(fēng)速流場(chǎng)Fig. 8 Wind flow field in the shed tunnel

在洞口未設(shè)置擋雪板的工況下，洞口入流方向弱風(fēng)區(qū)較為明顯，尤其是0.1H高度以下風(fēng)速存在較為明顯的下降，這一趨勢(shì)在第五個(gè)斷面依然存在。在此工況下，結(jié)合有關(guān)研究成果判定，可能對(duì)應(yīng)吹入洞內(nèi)的風(fēng)吹雪滯留現(xiàn)象。

在洞口設(shè)置擋雪板的工況下，前兩個(gè)斷面基本與未設(shè)置擋雪板流場(chǎng)情況類似，但在第三個(gè)斷面以后流場(chǎng)存在較大的差異。結(jié)合有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，若將4 m·s-1及以下區(qū)域定為弱風(fēng)區(qū)，那么設(shè)置擋雪板的棚洞在第三個(gè)斷面弱風(fēng)區(qū)占比為10.3%，第四斷面和第五斷面為0。同等條件下，未設(shè)置擋雪板的棚洞第三個(gè)斷面弱風(fēng)區(qū)占比為19.6%，第四個(gè)斷面弱風(fēng)區(qū)占比為17.4%，第五個(gè)斷面弱風(fēng)區(qū)占比為7.2%。經(jīng)推算可得，設(shè)置擋雪板后，洞內(nèi)弱風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度減少了33%。

3 討論

3.1 不同棚洞防雪效果對(duì)比

從堆積實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，封閉式棚洞阻雪性能較好，洞內(nèi)產(chǎn)生的堆積極少，但也存在迎風(fēng)側(cè)介質(zhì)堆積多，洞身受積雪側(cè)壓力大的弊端。透風(fēng)式棚洞存在介質(zhì)灌入洞內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)，且與透風(fēng)率增大成正比關(guān)系，防雪效果較差。上挑式棚洞防雪效果與封閉式棚洞相當(dāng)，但迎風(fēng)側(cè)有大量的介質(zhì)堆積，且非框架結(jié)構(gòu)，雪壓力抵御能力弱。總體而言，封閉式棚洞和上挑式棚洞防雪效果較好。

3.2 封閉式棚洞有無(wú)擋雪板流場(chǎng)分析

首先，從堆積定性實(shí)驗(yàn)分析，擋雪板作為攔截主體對(duì)介質(zhì)產(chǎn)生了較為顯著的攔截作用，因此擋雪板的設(shè)置是有益于棚洞防雪效果提升的。其次，從擋雪板洞外流場(chǎng)情況分析，擋雪板具有減弱洞口風(fēng)力的功能，尤其在風(fēng)吹雪運(yùn)動(dòng)的貼地氣層，這一現(xiàn)象尤為突出。這也與堆積實(shí)驗(yàn)相互印證：受擋雪板對(duì)流場(chǎng)抑制作用，風(fēng)力降低，介質(zhì)在擋雪板后至棚洞入口前形成了堆積，這一現(xiàn)象隨風(fēng)速增大而縮小。再次，從洞內(nèi)流場(chǎng)的變化情況來(lái)看，擋雪板降低了洞內(nèi)弱風(fēng)區(qū)域的范圍，可以推斷當(dāng)入流風(fēng)速進(jìn)一步提升至風(fēng)吹雪吹入洞內(nèi)時(shí)，有擋雪板的棚洞對(duì)應(yīng)的風(fēng)積雪長(zhǎng)度和范圍是小于未設(shè)置擋雪板的。

4 結(jié)論

風(fēng)吹雪對(duì)新疆冬季交通安全有重大威脅，隨著新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)交通事業(yè)發(fā)展提出了更高要求，風(fēng)吹雪的防治理念也從過(guò)去的“保通”逐漸向“保優(yōu)”轉(zhuǎn)變。結(jié)合這一背景，本文探討了風(fēng)吹雪治理棚洞型式選取和洞口防雪處置措施效果，并形成了以下結(jié)論：

（1）在非低溫條件下采用風(fēng)洞堆積實(shí)驗(yàn)研究風(fēng)吹雪沉積狀態(tài)時(shí)，從密度、粒徑、堆積形態(tài)三個(gè)方面綜合分析后發(fā)現(xiàn)鋸末介質(zhì)與風(fēng)吹雪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的吹雪具有較好的相似性。在不具備低溫環(huán)境的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用鋸末介質(zhì)探究風(fēng)吹雪沉積狀態(tài)是一種可行的方案。

（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中透風(fēng)式的棚洞中灌入了大量的介質(zhì)，證實(shí)其防風(fēng)雪性能不理想。相比較而言，封閉式棚洞、上挑式棚洞具有較好的風(fēng)吹雪防治效果。

（3）擋雪板具有較好的洞口吹雪抑制功能。從堆積實(shí)驗(yàn)看，擋雪板能較為有效地阻攔風(fēng)吹雪進(jìn)入棚洞；從流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)看，擋雪板能夠明顯降低棚洞外部風(fēng)速，具有抑制棚洞內(nèi)部形成弱風(fēng)區(qū)的功能。

對(duì)于新疆公路交通而言，采用棚洞工程治理風(fēng)吹雪災(zāi)害是一種可行的方案，在處理好棚洞洞口吹雪沉積問(wèn)題后，低價(jià)且環(huán)境融合的棚洞工程型式和長(zhǎng)距離棚洞的車輛運(yùn)行安全保障措施是未來(lái)需要繼續(xù)破解的難題。