沙尘暴和台风是常年影响我国的主要强风灾害,每年给环境、建筑和交通等领域的各类基础设施带来难以估量的损失。然而,目前我国对建筑结构抗风的研究主要集中于东南沿海地区强/台风对建筑物的影响,对于西北风沙地区的建筑抗风沙研究则很少,尤其是对风沙或沙尘暴发生时的风沙流场特性和风沙对建筑物的作用规律尚未形成深刻认识。为此,本文采取现场原型实测和风沙风洞试验相结合的研究方法,开展了典型沙漠地区的近地面风场、风沙流场、低矮建筑表面风压以及风沙对低矮建筑整体受力影响的研究。获得的主要研究成果如下:关于实测风场的研究结果:（1）在沙坡头风沙观测场搭建了野外长期监测平台,通过现场实测,获得典型沙漠地貌的近地面风场特性。其风剖面符合指数律模型;实测湍流强度与现有荷载规范存在一定偏差;湍流积分尺度处于日、美两国规范值之间;顺风向阵风因子与平均风速呈负相关,与湍流度呈正相关;脉动风速功率谱与von Karman谱较为吻合。关于实测及试验风压的研究结果:（2）通过现场实测和风洞试验,获得典型沙漠地貌下低矮建筑表面的风压特性与风压分布规律。其中实测结果表明:来流风向与房屋迎风墙面大致垂直时,各测点平均风压系数受风速影响不明显;脉动风压系数均伴随风速的增大而减小。风洞试验结果表明:上述风向角下,迎风墙面同一高度处中间区域的平均风压系数大于两侧区域,背风墙面中间区域的平均风压系数绝对值小于两侧区域;迎风墙面的脉动风压系数在整体上大于背风墙面。迎风屋面屋檐与屋脊区域的平均风压系数绝对值大于中间区域,背风屋面呈相反规律;迎风屋面的脉动风压系数总体上比背风屋面的大。（3）分析了风洞中缩尺模型表面的体型系数并与实测体型系数进行对比,发现部分实测结果中存在异常。结合风洞试验结果提出了对异常数据的修正方法。通过修正,最终确定了典型沙漠地区低矮建筑的体型系数取值,为该地区建筑物抗风及抗风沙设计提供了参考。关于风沙风洞中风沙流场的研究结果:（4）在风沙风洞中通过落沙试验模拟沙尘暴环境,获得了落沙流场的沙浓度、风沙流速度和湍流强度随高度的变化规律,并对比了净风场和多孔落沙条件下风沙流场的特征。结果表明,沙浓度随高度的分布与落沙量和风速均有关。风速相同时,相同高度处的沙浓度与落沙量正相关;落沙量一定且风速较小时,沙浓度随高度升高而递减,但当风速较大时,沙浓度随高度升高呈先递减后递增趋势。沙粒运动对风速剖面有一定的削减效应,其削弱程度随落沙量的增大而增大;对湍流强度剖面有一定的增强作用,落沙量越大作用越明显。（5）在风沙风洞中通过扬沙试验模拟常态风挟沙环境,获得了扬沙流场的沙浓度、风沙流速度和湍流强度随高度的变化规律,并对比了净风场和不同沙床条件下风沙流场的特征。与落沙试验结果不同,各风速下近地面沙浓度均随高度升高而递减。沙床相同时,同一高度处沙浓度随风速增大而增大;其它条件相同时,混合沙床面对应的沙浓度最大,细沙次之,粗沙最小。沙粒运动对近地面的风速有一定的削弱效应,其削弱程度随沙浓度的升高而增大;对近地面的湍流强度有一定的增强效果,且沙浓度越大,效果越明显。关于风沙风洞中测力试验的研究结果:（6）风沙风洞在设置为落沙条件时,对比分析了净风场和不同落沙流场下,低矮建筑模型整体受力特征。结果表明,风沙的共同作用使低矮建筑平均基底剪力的合力系数与平均屋盖升力系数均增加,同时落沙量越大效果越明显。比较0.5孔和1孔落沙的结果后发现,落沙量翻倍后,平均受力系数相较于净风时的增幅从2%～8%上升至6%～13%。（7）风沙风洞在设置为扬沙条件时,对比分析了净风场和多种扬沙流场下,低矮建筑模型整体受力特征。结果表明,风沙的共同作用使低矮建筑基底剪力的合力系数与屋盖升力系数的平均值均增加。与净风相比较,粗沙、细沙、混合沙对平均受力系数的增大幅度分别为2%～7%、4%～10%、6%～11%。说明风沙作用效果与近地面沙浓度正相关。