(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211092277.2 (22)申请日 2022.09.08 (71)申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 地址 100081 北京市海淀区大柳树路2号 申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所 　 北京铁科 特种工程 技术有限公司 (72)发明人 蔡德钩　曾帅　叶阳升　杨建民　 魏少伟　唐广辉　姚建平　石越峰　 吕宋　魏培勇　王鹏程　耿琳　 李强　安再展　刘恩　孙宣　 王云飞　 (74)专利代理 机构 北京君有知识产权代理事务 所(普通合伙) 11630 专利代理师 焦丽雅(51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高立式沙障螺旋桩结构及其设计分析 方法 (57)摘要 一种高立式沙障螺旋桩结构， 桩为不锈钢 桩， 其截面为圆筒； 桩的上部结构为防风砂障的 主体结构； 一种高立式沙障螺旋桩 结构的设计方 法， 包括高立式沙障螺旋桩结构高度及立式沙障 螺旋桩结构布置方式设计方法； 将高立式沙障螺 旋桩结构作为研究对象包括控制对比野外试验， 对不同行间距、 高度、 组合条件下的单行和双行 高立式沙障的实际防风变化特征， 沙障阻沙量进 行观测， 探究不同类型配置下对实际防风阻沙效 益及有效防护距离的影响。 明确在迎风侧、 背风 侧风速变化的规律 以及高度和间距影响下的阻 沙特征， 并补充野外实际数据， 选取出满足实际 效益且用材少、 成本低的沙障搭配， 为治沙工程 的优化设计以及线路工程沙害防治体系结构提 供基础数据支撑 。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115270357 A 2022.11.01 CN 115270357 A 1.一种高立式沙障螺旋桩结构， 其特征为： 所述桩为不锈钢桩， 其截面形状为圆筒； 不 锈钢桩的上部结构为防风砂障的主体结构， 高1.5米； 桩外半径70mm， 壁厚6mm； 螺旋叶片2 个， 叶片间距0.3m。 2.一种高立式沙障螺旋桩结构的设计方法， 其特征为： 包括高立式沙障螺旋桩结构防 风沙能力评价指标的确定， 主 要有两个评价指标： ①有效防护范围； ②沙障截留率； 步骤1： 有效防护范围的确定方法： 采用减弱旷野风速的50%确定有效 防护距离， 并在风速图示中用虚线标注， 计算公式如 下： 式中： Vkij为坐标 （i， j） 点在k风速环境的风速值 （m.s‑1） ； Vkj为旷野风速位置的风速值 （m.s‑1） ;bkij为坐标在 （i， j） 点在k下的加速率， 即风速削弱百分比， bijk越大其防风效果越 好； 其中： 风速值主 要通过野外观测、 风洞试验、 数值模拟手段来确定； 步骤2： 沙障截留率的确定方法： 沙障的拦截 效率用沙障截留率来体现， 即侵蚀沙粒通过沙障时， 部分沙粒被截留， 被截 留的沙粒占沙粒侵蚀总量的百分比成为沙障截留率； 计算公式如下： 式中： n为沙障截留率； W为同一风速下同高度层旷野输沙通量 （g.cm‑2.min‑1） ;Q为沙障 影响后剩余输 沙通量 （g.cm‑2.min‑1） 。 3.根据权利要求2所述的一种高立式沙障螺旋桩结构的设计方法， 其特征为：  所述高 立式沙障螺旋桩结构防风沙能力评价指标设计值： 防风沙结构有效防护范围须满足20m以 上， 沙障截留率80%以上， 对沙障后铁路设施具有良好的保护效果。 4.根据权利要求2所述的一种高立式沙障螺旋桩结构的设计方法， 其特征为： 还包括高 立式沙障螺 旋桩结构高度设计以计算 不同高度下高立式沙障螺 旋桩结构的防风沙能力， 步骤1： 分别计算0.7m、 0.8m、 0.9m、 1.0m、 1.1m、 1.2m、 1.3m、 1.4m、 1.5m不同高度下高立 式沙障螺 旋桩结构的有效防护范围； 步骤2： 分别计算0.7m、 0.8m、 0.9m、 1.0m、 1.1m、 1.2m、 1.3m、 1.4m、 1.5m不同高度下高立 式沙障螺 旋桩结构的沙障截留率； 步骤3： 在满足防风沙能力评价指标设计值的前提下， 筛选出有效防护范围最大， 沙障 截留率最高的设计高度组合。 5.根据权利要求2所述的一种高立式沙障螺旋桩结构的设计方法， 其特征为： 还包括高 立式沙障螺 旋桩结构布置方法： 由于沙障间距越窄， 防护时越容易出现防护效应的重叠， 沙障高度越高， 重叠效应越明权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270357 A 2显， 因此计算 不同高度下， 不同间距的高立式沙障螺 旋桩结构的防风沙能力； 步骤1： 根据所述高立式沙障螺旋桩结构高度设计， 分别计算2排、 3排、 4排条件下， 不同 间距的高立式沙障螺 旋桩结构的有效防护范围； 步骤2： 根据所述高立式沙障螺旋桩结构高度设计， 分别计算2排、 3排、 4排条件下， 不同 间距的高立式沙障螺 旋桩结构的沙障截留率； 步骤3： 综合考虑有效 防护范围和沙障截留率， 得到高立式沙障螺旋桩结构设计 高度与 布置间距的最优设计组合。 6.一种非易失性存储介质， 其特征在于， 所述非易失性存储介质包括存储的程序， 其 中， 所述程序运行时控制非易 失性存储介质所在的设备执行权利要求2至5中任意一项所述 的方法。 7.一种电子装置， 其特征在于， 包含处理器和存储器； 所述存储器中存储有计算机可读 指令， 所述处理器用于运行所述计算机可读指 令， 其中， 所述计算机可读指 令运行时执行权 利要求2至 5中任意一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270357 A 3