溃坝

摘要： 以云南某实际尾矿库为例,利用颗粒流离散元法和MatDEM软件建立完整的三维实际地形,并对尾矿库溃坝及尾砂下泄演进过程进行模拟,研究尾砂浆的锋面速度、分布形状、淹没范围等规律。研究表明,基于颗粒流离散元法与实际地形条件下模拟的尾砂浆运移溃坝过程更真实、贴合实际。

摘要： 水库溃坝的发生和溃坝洪水的形成属于非正常和难于预测的事件,溃坝带来的洪水对下游地区的人民生命财产带来巨大的威胁。水库溃坝洪水计算是应急预案的重要组成部分,估算溃坝洪水的大小对下游影响范围和到达下游的时间,为溃坝洪水的防范提供依据。文章以某全国重点中型水库为研究背景,依照该水库实际运行管理情况进行溃坝洪水计算,根据计算成果将下游洪水淹没范围划定高风险、中风险与低风险三个区域,确定了对应洪水到达的时间,并以此建立了有效的预警通信系统,确保了群众的生命财产安全,减轻了灾害带来的损失。

摘要： 为了减少影响弱可压SPH中密度场和压力场的虚假数值振荡,文中基于Antuono提出的具有扩散项的弱可压SPH格式,自主实现了δ-SPH算法程序,研究其扩散项的加入对原有标准SPH数值模拟结果的改善效果,以及所实现的具有扩散项的弱可压SPH算法在自由表面流方面的适用性和可靠性。本研究选取经典的溃坝案例,以及带有三角形障碍物的溃坝案例进行数值模拟,结果表明:数值扩散项的加入使得压强云图的效果明显改善。通过对监测点的压强与已有实验值的压强对比分析,其结果吻合,平均误差在7%以内,开发的δ-SPH算法在自由表面流方面具有一定的可行性。

摘要： 尾矿库溃坝过程影响因素较多,其中坝坡比很大程度上影响着溃坝的发展。为此,建立尾矿库溃坝试验模型,研究洪水漫顶工况下不同坝坡的溃坝过程。为提高数据收集精度,使用三维激光扫描仪对整个溃坝过程进行扫描监测。结果表明:不同坡比的溃坝试验过程均以小股水流侵蚀开始,其后有冲沟、陡坎出现,中间伴随着坝体的局部坍塌,最后溃坝趋于稳定。坝坡越陡,冲沟和陡坎出现的时间越早,陡坎移动的速率越快,坝体在水流和自重作用下发生坍塌的次数和频率越高,溃坝历时越短;不同坡比的坝顶溃口宽度均经历了前期逐渐增加、中期迅速展宽、后期缓慢发展并趋于稳定的3个阶段;坝坡较陡的坝体中期持续时间相对较短,坝顶溃口展宽速度较大,溃坝发展的速度较快。

摘要： 随着建坝数量的不断增多,各种涉及临时建筑物的安全问题也日益突出。施工期若发生超标准洪水,围堰溃决后风险巨大,故对围堰溃坝的洪水演进预测分析十分重要。文章结合历史监测资料,计算某水库上游围堰不同溃决工况下的最大下泄流量,选取典型断面得出洪水演进结果,并分析对下游河道覆盖区的影响后果。研究成果对该领域内相关研究具有一定的实际参考价值。

摘要： 为探究尾矿库溃坝灾害作用下对下游区域的灾害风险特点,借助地理信息系统对某铁矿尾矿库下游地形及重要建筑物进行调查,采用数值模拟研究166.0,122.0和97.0 m标高尾矿库溃坝砂流演进过程,并选取下游区域8个敏感点,分析砂流的淹没深度和流速。结果表明:3种工况条件下尾矿库溃决产生尾砂流到达下游敏感地区的时间基本上一致,对下游的影响规律基本一致;尾矿库溃坝库容越小,下游各敏感点的最大淹没深度越小,最大流速越小;距离尾矿坝坝址越远,最大淹没深度越小,最大流速也越小(水库除外)。溃坝砂流在坝址附近区域影响较大,且淹没深度变化较大,距离坝址越远,最大淹没深度和最大流速趋于平缓。

摘要： 为了解中线式尾矿库洪水漫顶溃坝的过程和机理,并提出可行的工程措施,以某中线式尾矿库及下游周边环境为研究对象,采用物理模型试验和数值模拟法对中线式与上游式尾矿库安全性进行对比研究。研究结果表明:由于中线式尾矿库外坝坡堆积粗尾砂的渗透系数偏大,其较上游式尾矿库溃口发展的速率更快,溃坝过程持续时间约14.5 h,坝顶被泄流冲刷形成的溃口宽约289 m,尾矿库下游沟道研究范围内尾矿淤积约871万m^(3),大量的尾矿仍滞留在库内;采用数值模拟得出的演化趋势与物理模型试验基本一致,但数值模拟计算的尾砂流动速度较快;在拦砂坝下游修建应急拦砂坝工程,物理模型试验表明拦滞尾矿洪水时间约38 min,数值模拟结果表明拦滞尾矿洪水时间约16 min,因此应急拦砂坝措施可有效延长应急逃生时间,减轻溃坝对下游居民的影响。

摘要： 反应堆严重事故模拟中涉及大量含有自由界面或组分界面的多相流动,不具有拓扑结构的粒子法在这类流动的模拟中有其独特的优势。本文在移动粒子半隐式(MPS)法的基础上开发了适用于多边形壁面的粒子分裂模型。针对多粒径模拟及多边形壁面的特殊性,对粒子有效半径、数密度、梯度算子模型、拉普拉斯算子模型和表面粒子识别模型等进行改进,并对分裂过程进行简要阐述。将改进后的MPS法运用于无挡板及有挡板的溃坝实验模拟计算。计算结果表明,采用多边形壁面的粒子分裂模型对复杂自由液面捕捉清晰,且计算时间仅为传统MPS法的18.75%,但监测点的压力波动较大。改进后的模型在保证准确性和精度的同时提高了计算效率,为进一步计算三维相变传热奠定基础。

摘要： 尾矿库溃坝造成的危害巨大,为了研究广东省某矿尾矿库的溃坝后果,对其溃坝过程进行模拟。该尾矿库分两期设计,第二期坝在第一期坝的基础上采用下游外推式加高,以该尾矿库为工程背景,根据现场情况取其研究参数,借助FLUENT软件建立尾矿库溃坝过程的三维模型,研究其10~100 s内7个时间段尾砂流的运移距离、流动速度、冲击压力以及对第二期尾矿库稳定性的影响,并根据数值模拟结果制定有针对性的预防和防治措施。研究结果表明:随着时间的增加,尾砂运移距离逐渐增大,流速和压力呈先增大后减小的趋势,尾砂在下泄过程中,离坝址处较近的位置破坏的程度最严重,溃坝从发生至结束历时仅为400 s。尾砂溃坝冲击力巨大且迅速,但数值模拟的结果对实际预防和治理工程具有指导意义,能有效保证尾矿库的安全。

摘要： 尾矿库溃坝所产生的尾砂流类似于地质灾害中的泥石流,具有发展迅速、破坏性强、影响范围广和预警时间不足等特点,研究溃坝尾砂流的演变规律及其影响范围对防灾减灾具有重要的意义。该研究利用RAMMS碎屑流软件建立了数值三维模型进行数值仿真溃坝模拟,通过物理模型(1∶150)试验研究了溃坝的尾砂流对下游的演变进程和影响范围,并将其试验数据与数值计算结果对比分析,验证了数值模拟在溃坝仿真上的可靠性和有效性。结果表明:以漫顶水流到达拦砂坝底开始计时,尾矿坝溃坝9 min尾砂流开始冲击距尾矿坝0.7 km处的下游村庄;随着溃坝的持续,溃坝泥砂淤积逐步加深,水位继续升高,并在18 min对下游造成全面淹没,影响范围达0.558 km ^(2),库内尾砂的溃泄总量可达1.3×10^(7) m ^(3)。建议在尾矿库的设计、管理和风险评估过程中,结合潜在的危险范围,合理的增加防灾减灾的措施。

摘要： 离散单元法的基本思想起源于早起的分子动力学,将整个介质看作由一系列离散的独立运动的单元构成,其运动受运动方程控制.本文以离散单元法为基础,将用于处理固体颗粒的离散单元法拓展到气液两相流相界面问题,并将此模型应用于溃坝问题进行验证.计算结果表明此模型能够基本正确的预测相界面的分布情况.离散单元法能够迅速捕捉相界面位置形状并灵活地表示相界面的变化,其在相界面问题的研究中将有一定的发展空间.

摘要： 基于有限体积法和非结构化四叉树网络,联合浅水方程、泥沙输移方程、河床变形方程建立平面二维溃坝数学模型,研究植物作用下的溃堤水流和泥沙输运及底床变形规律。模型应用二阶精度的HLL格式近似Riemann解计算网格界面的通量,能够精确捕捉干湿界面的动边界问题,在计算中静水压力被放入源项中,摩阻项和植物拖曳力项采用隐式离散的方法来增加计算的稳定性.应用模型对4个溃坝算例进行模拟,计算结果与实际情况相符合.结果表明:建立的平面二维溃坝、泥沙耦合的数值模型能够准确模拟复杂计算域的溃堤水流演进及床面变形问题,滩地种植植物能减少溃坝流对下游的冲刷,也会降低下游区泄洪的能力,导致洪水在上游区水位提升.

摘要： 移动粒子半隐式法（Moving Particle semi-implicit, MPS）是一种广泛应用于不可压缩自由表面流动的粒子方法。本文通过把非牛顿流体转化为变黏度牛顿流体的处理方法将MPS 方法拓展至非牛顿自由表面流动，以Casson 流体和Cross 流体为例计算了非牛顿流体的二维溃坝问题。将计算结果与前人数据进行了对比，结果吻合较好。同时对比了非牛顿流体与牛顿流体的计算结果，发现非牛顿流体的溃坝前端发展速度较慢。

摘要： 近年来,我国尾矿库事故时有发生,给人民生命财产造成了极大威胁.本文针对尾矿库溃坝事故,建立了尾矿坝溃坝的事故树,求出了最小割集合和最小径集合,并提出了控制措施,从而为进行尾矿坝的安全评价奠定了基础.

摘要： 滑坡堰塞坝体主要由块石、碎石土等松散材料组成，随着上游水位的不断上升，极易失稳，一旦决口将对下游人民的生命财产安全造成极大的威胁。为了分析溃坝洪水在下游河道传播过程的影响因素，本文在Martin（1952）物理实验模型基础上进行改进，并基于流体计算软件Fluent对不同类型的溃坝水流进行数值模拟研究。计算结果表明，上下游水深比、下游河道坡降比和弯曲程度均对溃坝洪水推进位置、波形及流量等产生影响。

摘要： 为实现溃坝损失的快速评估，本文在建立的溃坝损失评估方法的基础上，引入GIS空间信息格网模型来组织和管理空间数据，研究了GIS空间信息格网模型的实现方法，建立了基于GIS空间信息格网模型的溃坝生命损失计算方法及经济损失计算方法。构建了溃坝损失评估系统的框架结构，结合数据库技术、GIS技术、溃坝水力学、计算机图形学等方法和理论开发了GIS支持下的溃坝损失快速评估系统。

摘要： 溃坝问题的计算是一个经典的数值模拟问题，文献大多以单相流进行模拟。本研究应用LEVEL SET方法结合人工压缩法，用于水气两相流问题的求解。提出了非结构网格下LEVEL SET的实现策略。对二维立面溃坝问题进行了实例计算，计算结果和实验数据吻合较好。

摘要： 本研究运用一维水沙耦合数学模型研究坝体瞬间全溃条件下的溃坝洪水流量过程，并对以往经验性溃坝流量公式的精度和可靠性进行了初步论证。模型的基本控制方程采用一维浅水方程；运用能够准确捕捉激波和泥沙运动不连续性的WAF TVD 数值格式离散方程。本研究模型无需要求对计算区域进行划分，坝址处流量过程作为模型的数值计算结果。研究表明：坝体溃决过程中，坝址处上下游水位、糙率等因素均会显著地影响坝址处溃坝流量过程，现有经验性溃坝流量公式忽略了其中一个或诸多影响因素，难以获得可靠、准确的结果。

摘要： 非结构的三角形网格适应于复杂不规则的边界,在此基础上采用有限体积法离散浅水波方程,并结合有限差分法建立了一种新的离散格式,使得界面通量计算达到二阶精度。通过对典型算例的模拟计算,此格式在溃坝计算中能很好地捕捉溃坝波的前进,具有很强的模拟间断的能力,模拟溃坝洪水波间断的形状和位置都能得到很满意的结果。

摘要： 采用SPH 方法对双壁面溃坝流动情况进行了模拟。通过对光滑核函数及壁面边界条件的改进，提高了计算的稳定性，模拟结果成功地捕捉到水体与壁面碰撞处剧烈的大变形结构，以及水体翻转，水花飞溅等自由表面的复杂变形，并得到了定性合理的压力场的分布变化情况。

摘要： 本发明涉及一种专用于溃坝现场试验中瞬间溃坝的触发装置及触发方法,属于水利工程技术领域。该触发装置设于预定溃口上，触发装置包括固定在预定溃口底部的门槛、分别固定在溃口两侧边壁上的两个门柱、门叶和设于门叶后方的木制连杆，连杆由横杆和一端向上垂直伸出门叶并与横杆制为一体的竖杆构成，门柱与门槛制为一体，门叶底部与门槛铰接，门叶设于两个门柱之间，两个门柱上均制有向下游方向的门柱外侧开口的凹槽，凹槽制有向柱体内部上方延伸的一个木制夹持腔。该触发装置及触发方法可以在溃坝模拟试验中简单、快速和方便的人工开启。

摘要： 发明提供一种堰塞坝洪水漫顶溃坝过程仿真方法及仿真系统。该方法包括获取堰塞坝及堰塞湖信息数据、循环计算堰塞湖库水水位、循环计算堰塞坝溃口流量、循环计算堰塞坝溃口尺寸、建立堰塞坝及堰塞湖三维时空数据模型和进行堰塞坝漫顶溃坝过程三维动态显示等步骤。该仿真系统包括用于接收堰塞坝及堰塞湖信息数据的客户终端。所述客户终端包括堰塞湖库水计算模块、堰塞坝溃口流量计算模块、堰塞坝溃口尺寸计算模块和三维动态可视化模块。该方法充分考虑堰塞坝的强非均质特性及溃口的水土耦合作用机制，提升堰塞坝洪水漫顶溃坝过程仿真结果的准确性。

摘要： 一种尾矿库坝身渗透破坏引起的溃坝过程模拟方法，首先根据坝体材料力学参数、上下游水位等信息对尾矿坝进行二维渗透稳定分析，初步拟定渗透通道位置；再构建尾矿坝渗透破坏溃口发展数值模型，模拟渗透破坏溃口发展过程并确定渗透通道垮塌的临界条件；最后利用流体力学分析软件对渗透通道垮塌后的漫顶溃决过程进行模拟，从而实现对整个尾矿库坝身渗透破坏过程的动态模拟。该方法具有针对性强、成本低、易操作、结果可视化好等优点，能够获取尾矿库坝身渗透破坏引起的溃坝下游受灾具体情况，为政府决策部门及相关设计单位科学合理地制定尾矿库溃决应急预案及抢险与补救措施提供依据，从而减轻因尾矿库溃决造成的损失，降低事故风险。

摘要： 本发明涉及一种混凝土重力危坝溃坝风险的测定方法，其属于水利工程领域。它首先采用的声波层析检测技术对混凝土重力式危坝进行检测，即利用声波层析技术先对重力式危坝进行全面的检测，确定出坝体最不利的危险断面，其次以此为基础提出和建立了一种混凝土重力危坝溃坝风险的动力测定与稳定性评价的动弹模参数，运用该参数监测在库水位变化的条件下重力式危坝的最不利危险断面变化规律，并运用单位动力损伤率和单位时间损伤率综合对危险断面的动弹模的变化规律进行评价与分析，进而达到对混凝土重力式危坝的动态稳定性及耐久性等进行评价与预测。

摘要： 本发明提供一种模拟堰塞坝形成至溃坝的实验装置和实验方法。所述装置包括蓄水箱、向蓄水槽中注水并量取蓄水槽上游来流流量的量水堰、与蓄水箱出口相接的主槽、与主槽侧向相交的支沟，以及支架。其中主槽坡度、支沟坡度、衔接板高度可调，主槽的流体通道宽度可调，来流流量及水面高度可调，从而能够更精准地模拟不同主槽和支沟条件下，以及不同的支沟滑坡体物源量级条件下滑坡堵江形成堰塞坝的过程，以及溃决洪水演进过程，有利于更全面的获取堰塞坝灾害链演进规律，形成特征及溃决供水特性的数据，提高对堰塞坝的形成过程及堰塞坝溃决机理研究的科学性和准确性。

摘要： 本发明公开了一种控制堰塞坝溃坝洪峰流量的结构及方法，属于防灾减灾工程领域，提供一种能够有效控制堰塞坝溃坝洪峰流量的结构及方法，所述控制堰塞坝溃坝洪峰流量的结构，在泄水渠两侧堰塞坝的中下部分别设置有钢管桩，且每侧的钢管桩分别紧邻地设置于溃坝至20年一遇洪峰流量状态下在对应的泄水渠侧岸所对应的侧岸坡面线的外侧，所述钢管桩的内端至少深入至溃坝至20年一遇洪峰流量状态下在对应的泄水渠侧岸所对应的侧岸坡脚线以下10m。本发明通过两侧钢管桩护坡以及两侧保护性水泥浆钢筋石笼、出口抗冲击性水泥浆钢筋石笼的抗冲蚀，能延缓泄水渠两岸冲蚀扩展速度，从而延缓堰塞坝溃决时间，有效降低溃决最大洪峰流量，达到防灾减灾的目的。

摘要： 本发明涉及一种专用于溃坝现场试验中瞬间溃坝的触发装置及触发方法,属于水利工程技术领域。该触发装置设于预定溃口上，触发装置包括固定在预定溃口底部的门槛、分别固定在溃口两侧边壁上的两个门柱、门叶和设于门叶后方的木制连杆，连杆由横杆和一端向上垂直伸出门叶并与横杆制为一体的竖杆构成，门柱与门槛制为一体，门叶底部与门槛铰接，门叶设于两个门柱之间，两个门柱上均制有向下游方向的门柱外侧开口的凹槽，凹槽制有向柱体内部上方延伸的一个木制夹持腔。该触发装置及触发方法可以在溃坝模拟试验中简单、快速和方便的人工开启。

摘要： 本发明提出一种崩滑体堵江成坝‑溃坝耦合试验装置，包括：物料箱、斜长板、水箱和水槽；其中，斜长板设置于一支架上，用于模拟崩滑体滑行的边坡表面；物料箱设置于斜长板上，用于容置模拟崩滑体的材料物质；水槽和水箱联通，用于模拟河道及其上游水库；斜长板连接于水箱顶部边缘，以使崩滑体材料沿斜长板落入水箱；水槽上方设置测量设备架，用于支撑搭载测量装置，通过测量设备，对崩滑体落入所述水槽中，模拟堵江成坝‑溃坝过程的关键参数进行观察测量。本发明人为设置堰塞坝体时与实际堆积过程的差异性，从而可以更为精确地测试崩滑体从下滑入河道堵江形成堰塞坝到溃决整个过程的机理，具有较好的技术和经济效益。

摘要： 本发明公开了一种模拟心墙坝溃坝的离心模型试验装置及方法，本发明通过离心机的“时空放大效应”，可以在有限空间内进行与实际受力和破坏形态相同的心墙坝溃坝模型试验，实现心墙坝的溃坝试验。通过在心墙两侧布设应变片组成半桥式电路，将应变片电阻变化信号转化成应力信号来监测心墙的受力及破坏过程；同时利用射频标签与读写器对下游水流堆石料的冲刷过程进行记录，明晰心墙坝下游堆石料的冲刷路径；同时结合声发射传感器监测心墙破坏的声音信号，以及高速高清摄像头来完整推断出心墙坝的溃坝过程。本发明可以较为真实的还原心墙坝的溃坝过程，为心墙坝的溃坝机理研究提供试验基础。

摘要： 本实用新型涉及一种专用于溃坝现场试验中瞬间溃坝的触发装置,属于水利工程技术领域。该触发装置设于预定溃口上，触发装置包括固定在预定溃口底部的门槛、分别固定在溃口两侧边壁上的两个门柱、门叶和设于门叶后方的木制连杆，连杆由横杆和一端向上垂直伸出门叶并与横杆制为一体的竖杆构成，门柱与门槛制为一体，门叶底部与门槛铰接，门叶设于两个门柱之间，两个门柱上均制有向下游方向的门柱外侧开口的凹槽，凹槽制有向柱体内部上方延伸的一个木制夹持腔。该触发装置可以在溃坝模拟试验中简单、快速和方便的人工开启。