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专利号: 2017102091812
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种尾矿坝管涌破坏情景构建方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1、数据采集和筛选:通过在线监测模块和勘查信息输入模块实现,并将影响尾矿坝管涌破坏的因素进行划分,剔除明显错误的数据;

步骤S2、输入、检查数据:将筛选后的数据进行检查,与正常运营数据进行对比,将波动幅度在±5%之内的数据视为正常数据,否则视为异常数据;

步骤S3、分析处理数据:基于尾矿坝管涌破坏的研究分析,将与管涌破坏过程无关的异常数据剔除,得到一系列影响尾矿坝管涌破坏的数据单元;

步骤S4、计算浸润线方程:根据浸润线求算模块、输入的尾矿坝监测信息与影响管涌破坏的异常数据,并计算此时的尾矿坝浸润线高度;根据筛选、检查后的数据进行浸润线高度求算;

步骤S5、尾矿坝稳定性计算:基于尾矿坝稳定性分析模块,利用瑞典条分法分析其稳定性,并借助专家信息库,综合评价尾矿坝的稳定状况;若尾矿坝稳定,则直接输出尾矿坝稳定的结果,若不稳定,则执行步骤S6,对管涌判定;

步骤S6、管涌判定:根据管涌发生的条件及特点、借助专家信息库判断管涌是否发生,若管涌没有发生,则直接输出尾矿坝渗透破坏但未发生管涌的结果,若管涌发生,则执行步骤S7;

步骤S7、情景构建、动画制作:若管涌发生,则结合尾矿坝阶段分析,对尾矿坝进行建模并利用虚拟现实技术模拟尾矿坝管涌破坏的过程,获取并利用破坏数据进行情景构建动画制作,输出动画结果,动画制作步骤具体如下:步骤S71、构建尾矿坝管涌破坏基本模型,尾矿坝建模过程如下:

(1)模型框架的构建:根据输入的尾矿坝尺寸数据,建立尾矿坝基本框架,所述尺寸数据包括坝高、坝坡、坝宽及库水位高度;

(2)模型材质的填充:基于输入的尾矿砂的物理力学参数,将尾矿砂这一材质填充到尾矿坝模型框架中,根据尾矿砂的粒径范围分层填充到模型中;根据计算得到的浸润线高度,在尾矿坝模型框架中添加浸润线的高度信息;

(3)裂缝单元的输入:添加尾矿坝裂缝单元,将随机分布的裂纹图像的坐标应用于尾矿坝,与尾矿坝平面进行匹配,依次模拟尾矿坝内部天然存在的空隙、孔隙和裂隙;

步骤S72、动画场景制作;

步骤S73、施加影响因素;

步骤S74、尾矿坝管涌过程取图;

步骤S75、尾矿坝管涌破坏过程制作。

2.根据权利要求1所述的情景构建方法,其特征在于:所述步骤S72中,基于3Dmax进行动画场景制作,包括布置摄影机;设置灯光;选择背景。

3.根据权利要求1所述的情景构建方法,其特征在于,所述步骤S7中,尾矿坝阶段分析包括三个阶段,分别为渗流稳定阶段、尾矿坝局部破坏阶段和堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段。

4.根据权利要求1所述的情景构建方法,其特征在于,所述步骤S74中,尾矿坝管涌过程取图包括以下步骤:(1)在渗流稳定阶段:对建立的模型施加应力场和渗流场,荷载和渗透力取尾矿坝正常工作承载力,对模型的发展变化选取关键点进行截图;

(2)在尾矿坝局部破坏阶段:匀速增大模型参数中的水力梯度,模型数据发生变化,发生管涌破坏,选取关键点进行截图;

(3)在堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段:随着水力梯度的增大,模型在堆积坝上出现管涌口,并持续变大,管涌口周围不断有裂缝产生,尾矿坝坝基失稳,发生整体失稳破坏,选取关键点进行截图。