尾矿堆积坝稳定性及溃坝砂流的数值模拟研究的任务书.docx

尾矿堆积坝稳定性及溃坝砂流的数值模拟研究的任务书
一、研究背景
尾矿堆积坝是矿山开采过程中产生大量砂矿渣和水的混合物而形成的。由于尾矿堆积坝所处环境恶劣，且坝体高度大、容量大、含水量较高，所以在日常运行管理中，尾矿堆积坝的稳定性一直是一个比较关键的问题。尾矿堆积坝溃坝砂流更是一种严重的灾害，会导致矿业企业的经济损失、环境污染等问题，对人民群众的生命财产安全也具有极大威胁。因此，进行尾矿堆积坝稳定性及溃坝砂流的数值模拟研究，具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的
本研究的主要目的是对尾矿堆积坝稳定性及溃坝砂流进行数值模拟研究，明确尾矿堆积坝在各种自然因素下的变化规律，评估尾矿堆积坝的稳定性和抗震性能，提出尾矿堆积坝溃坝砂流的防治措施。
三、研究内容
（1）尾矿堆积坝模型建立：在现场测量工作的基础上，确定粘土、石灰岩等材料模型参数，建立尾矿堆积坝的数值模型，考虑边坡稳定性和抗震性能。
（2）尾矿堆积坝稳定性分析：以尾矿堆积坝的稳定性为主要研究对象，通过建立数值模型，分析尾矿堆积坝在不同地形和水位变化的情况下的稳定性，确定尾矿堆积坝的最佳坡度、堆积水位和各土体层的稳定性。
（3）尾矿堆积坝溃坝砂流数值模拟：基于数值模型，分析尾矿堆积坝的主要溃坝模式和砂流冲淤特征，确定尾矿堆积坝的溃坝危险性和区域，制定相应的防治措施。
（4）数值模拟分析结果：归纳出尾矿堆积坝在不同条件下的稳定性变化规律和溃坝砂流发生的机理及防治对策，为尾矿堆积坝的运行管理和工程决策提供理论依据和参考。
四、研究方法
本研究将采用有限元法等数值计算方法，根据尾矿堆积坝的实测数据、材料参数等，建立三维数值模型，对尾矿堆积坝的稳定性和溃坝砂流进行数值模拟分析。同时，利用ANSYS、FLAC3D、ABAQUS、COMSOL等多种计算软件，分别对不同情况下的尾矿堆积坝进行模拟和计算，得到数值模拟结果，对不同情况进行比较和分析，进而得出有关尾矿堆积坝稳定性和溃坝砂流的数值模拟分析结果。
五、研究意义
本研究通过数值模拟研究尾矿堆积坝的稳定性和溃坝砂流问题，有以下几个方面的意义：
（1）理论意义：对尾矿堆积坝稳定性和溃坝砂流的数值模拟研究，可以为深入认识尾矿堆积坝的动力学响应、预测其稳定性和抗震性能提供理论支持。
（2）实践意义：根据数值模拟结果，提出合理的尾矿堆积坝的稳定措施和防治溃坝砂流的对策，从而为实现尾矿堆积坝的安全、可靠、高效运行提供参考。
（3）社会意义：尾矿堆积坝的稳定和安全性关系到矿山企业、当地群众和生态环境等众多方面的利益，本研究可为预防和控制尾矿堆积坝灾害，维护社会稳定和经济发展做出贡献。
六、研究进度计划
2019年10月-2020年1月：文献查找、理论研究和研究方法的确定
2020年2月-2020年7月：尾矿堆积坝模型建立，稳定性分析和数值模拟
2020年8月-2021年2月：尾矿堆积坝溃坝砂流数值模拟和防治对策研究
2021年3月-2021年5月：结果分析和总结，论文撰写和答辩
七、研究预期成果
本研究预期达到以下成果：
（1）深入认识尾矿堆积坝稳定性及溃坝砂流的机理和规律；
（2）建立尾矿堆积坝稳定性和溃坝砂流的数值模拟计算软件和技术；
（3）提出有针对性的尾矿堆积坝稳定措施和防治溃坝砂流的对策；
（4）发表学术论文，为尾矿堆积坝的安全管理和环保等问题提供理论支撑和技术支持。