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(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 202210408317.3 (22)申请日 2022.04.19 (71)申请人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市江北新区宁六 路219号 申请人 福建省冶金工业设计院有限公司 (72)发明人 柯福阳 张翔 张一鸣 郑伟鹏 郑斌斌 李骁骐 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在 线分析与预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种顾及渗流的尾矿库坝体 稳定性实时在线分析与预测方法, 包括以下步 骤: 确定尾矿库坝体土体物理力学参数; 制定相 应的尾矿库坝体安全监测方案; 建立尾矿库坝体 稳定性实时在线分析模型, 对尾矿库坝体稳定性 系数进行计算和可视化展示; 建立尾矿库坝体稳 定性数值模拟 模型; 预测尾矿库浸润线数据动态 变化; 坝体稳定性预测评估。 本发明方法能够反 映出实体尾矿库日常安全生产过程中尾矿库坝 体稳定性的动态 变化过程, 并且能预测未来一段 时间内的尾矿库坝体稳定性。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114707222 A 2022.07.05 CN 114707222 A 1.一种顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其特征在于, 包括以 下步骤: S1、 通过现场地质勘察, 室内土工试验, 确定尾矿库坝体土体物理力学参数; 制定相应 的尾矿库坝体安全监测方案, 建立 安全监测站点并埋设相应的监测传感器; S2、 基于极限平衡法建立尾矿库坝体稳定性实时在线分析模型, 对尾矿库坝体稳定性 系数进行计算和可视化展示; S3、 基于机器学习算法建立尾矿库坝体稳定性数值模拟模型, 通过数值模拟模块, 用于 针对尾矿坝内浸润线的监测数据进行数值模拟, 获得数值模拟结果; 通过根据尾矿库的基 本信息结合所述数值模拟结果, 基于瑞典条分法对尾矿库坝体稳定性进行 预测评估。 2.根据权利要求1所述的顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其 特征在于, S1具体为根据现场勘察及结合尾矿库实际情况, 确定尾矿库坝体土体物理力学 参数, 并对尾矿库进行多源传感器监测 点布置以及多源传感器埋设安装; 进一步安装数据 采集模块对传感器监测数据进行实时收集, 并将监测数据在线传输至数据控制中心并存 储。 3.根据权利要求1所述的顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其 特征在于: S1中土体物理力学参数包括: 土体有效内摩擦角 土体有效粘聚力c, 土体重度 γ, 其中, 土体有效粘聚力及土体重度分为土体水 上部分及土体水 下部分。 4.根据权利要求3述的顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其特 征在于: S2中平衡法为瑞典条分法, 含有如下假设: 假设滑动面 为圆柱面且滑动土体为 不变形的刚体, 并不 考虑土条侧面上的作用力; 依据假设, 对尾矿库坝体稳定性进行分析, 具体按照如下 方法实施: 瑞典条分法的基本公式: 考虑土体间的渗 流作用: 考虑多层土以及土体间的渗 流作用: 式中: αi为第i个条块底部坡角; Wi为条块i本身自重与上部荷载之和; Fs为滑动圆弧的 安全系数; ci为条块i的黏聚力; li为条块i底部长度; 为条块i的内摩擦角; ui为土条i在滑 动面上孔隙水压力; Υmi为不同土层条件下第i个土条的重度; bmi为不同土层条件下第i个 土条的宽度; hmi为不同土层条件下第i个土条的高度。 5.根据权利要求4述的顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其特 征在于: 若尾矿库坝体部分浸水, 则水下土条需要考虑动面上的孔隙水应力和作用在土坡 坡面上的水压力, 其重力按饱和重度计算, 而水 上土条部分其重度按天然重度计算。 6.根据权利要求1的顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其特征 在于: S3中尾矿坝体稳定性数值模拟模型, 通过大数据分析以及机器学习算法, 对尾矿库坝权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 114707222 A 2体内浸润线的监测数据进 行数值模拟, 从而 预测未来一段时间内的尾矿库渗流数据的动态 变化; 通过尾矿库的土体物 理力学参数结合所述浸润线数据数值模拟结果, 对尾矿库坝体稳 定性进行 未来一段时间内的预测评估。 7.根据权利要求1的顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法, 其特征 在于: S2及S 3中得出的尾矿库坝体稳定性分析结果, 与规范中规定的不同尾矿库坝体等级、 不同运行条件下坝体稳定性最小安全系 数进行对比, 如若安全系 数不满足规范要求, 立即 发出预警。权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 114707222 A 3
专利 一种顾及渗流的尾矿库坝体稳定性实时在线分析与预测方法
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