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原文传递透镜体影响下尾矿坝加载试验方法

专利名称：	透镜体影响下尾矿坝加载试验方法
摘要：	本发明提供了一种透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，包括以下步骤：收集实际尾矿坝工程的基础资料；根据基础资料在试验箱内构建尾矿坝模拟主体，尾矿坝模拟主体内部设置有多个孔隙水压力传感装置；设置加载装置、注液装置和用于拍摄尾矿坝模拟主体的摄像系统；利用控制器控制加载装置和注液装置的开启/关闭以分别模拟尾矿沉积时所产生的载荷和放矿过程，直至尾矿坝模拟主体失稳；实时接收多个孔隙水压力传感装置和摄像系统采集的坝坡失稳演化信息，并对坝坡失稳演化信息分析处理，获得处理结果。本申请用于模拟尾矿坝的坝坡失稳全过程，并且处理结果能够揭示在不同透镜体分布下上游式尾矿坝坝坡流流固耦合作用下的破坏机理。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北方工业大学
发明人：	张红;李全明;付搏涛;陈程;赵子允
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-16T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202311029056.5
公开号：	CN117007506A
代理机构：	北京冠和权律师事务所
代理人：	张杰
分类号：	G01N19/00;G01N33/24;G01M99/00;G;G01;G01N;G01M;G01N19;G01N33;G01M99;G01N19/00;G01N33/24;G01M99/00
申请人地址：	100000 北京市石景山区晋元庄路5号北方工业大学
主权项：	1.透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，包括以下步骤：收集实际尾矿坝工程的基础资料；其中，基础资料包括在尾矿坝筑坝过程中形成的至少一个透镜体的空间分布情况；根据基础资料，在试验箱内构建尾矿坝模拟主体；其中，尾矿坝模拟主体内部设置有多个孔隙水压力传感装置；设置加载装置、注液装置和用于拍摄尾矿坝模拟主体的摄像部件；利用控制器控制加载装置和注液装置的开启/关闭以分别模拟尾矿沉积时所产生的载荷和放矿过程，直至尾矿坝模拟主体失稳；实时接收多个孔隙水压力传感装置和摄像部件采集的坝坡失稳演化信息，并对坝坡失稳演化信息分析处理，获得处理结果。 2.如权利要求1所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述坝坡失稳演化信息包括：在坝坡失稳全过程中各孔隙水压力传感装置分别采集的压力值、监控尾矿坝模拟主体坝坡的第一监控视频以及监控尾矿坝模拟主体浸润线的第二监控视频。 3.如权利要求2所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述加载装置包括供气装置和充气气囊，所述充气气囊上设置有压力传感器，所述充气气囊位于试验箱的顶面与尾矿坝模拟主体的坝顶之间，并通过支架与试验箱固定连接；其中，充气气囊内部设置有空气过滤装置；所述利用控制器控制加载装置开启/关闭以模拟尾矿沉积时所产生的载荷的步骤具体包括：接收终端发送的启动指令，开启供气装置对充气气囊进行充气；实时接收压力传感器采集的压力值，并将压力值与第一预设阀值进行比较，当压力值等于预设阀值时关闭供气装置，停止供气。 4.如权利要求3所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述利用控制器控制注液装置的开启/关闭以模拟放矿过程的步骤具体包括：在关闭供气装置后，开启注液装置，在由充气气囊的侧壁、坝顶和试验箱的箱壁之间形成一个开口空腔内供水；当注水量达到预设水量时关闭注液装置，停止注水；确认多个孔隙水压力传感装置采集压力数据的变化情况，当压力数据均不再变化时，再次开启注液装置；重复上述判断步骤，直至坝体失稳。 5.如权利要求2所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述对坝体失稳演化信息进行分析处理步骤包括：根据压力节点网络，对每个压力节点进行属性赋值；其中，属性赋值包括：压力区间赋值、压力关联性赋值和加载时间赋值；根据属性赋值，对每一个压力节点进行失稳演化判定；其中，失稳演化判定包括生成各孔隙水压力传感装置的孔隙水压力-时间变化曲线；根据隙水压力-时间变化曲线，确定失稳节点，获取失稳演化的演化数据；其中，演化数据包括：演化时间，演化稳定性失效参数、失稳时间点和演化数据。 6.如权利要求2所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述对坝体失稳演化信息进行分析处理步骤还包括：提取第一监控视频的第一帧图像和最后一帧图像，得到第一坝坡图像以及第二坝坡图像；对第一坝坡图像和第二坝坡图像进行灰度化处理，得到第一灰度图像和第二灰度图像；根据第一灰度图像和第二灰度图像确定坝坡失稳的面积及位置。 7.如权利要求6所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述根据第一灰度图像和第二灰度图像确定坝坡失稳的面积及位置的具体步骤包括：对第一灰度图像和第二灰度图像进行差分处理；标记灰度值大于等于预设像素阈值的像素点；连接所有被标记的像素点，并计算连接区域的面积；对面积最大的区域进行轮廓提取，得到坝坡失稳的坐标位置。 8.如权利要求2所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述基础资料还包括尾砂的力学数据。 9.如权利要求8所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，所述加载试验方法还包括：根据基础资料并基于分形随机函数法构建尾矿坝透镜体几何分布模型；建立大尺度三维随机场；根据大尺度三维随机场和尾矿坝透镜体几何分布模型，确定尾矿参数空间变异性和透镜体的时空变异性；根据尾矿参数空间变异性和透镜体的时空变异性的影响，建立透镜体空间-材料参数变异性的尾矿坝数值仿真模型；利用处理结果验证透镜体空间-材料参数变异性的尾矿坝数值仿真模型。 10.如权利要求4所述的透镜体影响下尾矿坝加载试验方法，其特征在于，加载试验步骤还包括：对第二监控视频中的图像进行灰度化处理，得到待处理图像；根据待处理图像中像素点的颜色分量的差异确定分界点，以将待处理图像分为浸润区和未被浸润区；对各分界点进行标记并连通各分界点。
所属类别：	发明专利