基于饱和-非饱和理论的尾矿库渗流场模拟分析
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定性评估方法
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定性评估方法尾矿库是矿山开采后产生的固体废弃物的储存地。
由于尾矿库中含有大量有害物质，如重金属和有机物，其渗流稳定性评估对预防环境污染和保护生态系统至关重要。
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定性评估方法为评估尾矿库渗流稳定性提供了一种有效的工具。
本文将介绍该方法的原理及其在实践中的应用。
首先，基于数值模拟的尾矿库渗流稳定性评估方法基于数学建模和计算流体力学原理，通过数值求解流体力学方程，模拟尾矿库中的渗流过程。
这种方法可以快速而准确地评估尾矿库内的流场分布、渗流速度和压力等关键参数。
其次，在尾矿库渗流稳定性评估中，确定合理的边界条件和材料参数是非常重要的。
边界条件包括尾矿库上、下游的水位、尾矿库周围的地下水位等，这些条件将直接影响到尾矿库渗流过程的模拟结果。
材料参数包括尾矿库的渗透率、孔隙度、污染物扩散系数等，这些参数的准确性将决定模拟的精确度。
因此，在数值模拟之前，需要进行充分的实地调查和实验测试，以获取边界条件和材料参数的准确值。
现如今，计算机技术的进步使得数值模拟方法具备了快速模拟大规模复杂系统的能力，因而越来越多的尾矿库渗流稳定性评估采用数值模拟方法。
在进行数值模拟之前，需建立尾矿库的三维几何模型，并结合实际地质情况和调查数据，对其进行离散网格化。
然后，通过采用计算流体力学软件，如FLUENT、PHOENICS等，输入边界条件和材料参数，对尾矿库渗流进行数值模拟。
数值模拟的结果可以提供尾矿库渗流稳定性评估的定量指标，如渗流速度分布、渗流通量、渗流路径、压力分布等。
通过对这些指标的分析和评估，可以全面了解尾矿库内部渗流的稳定性，预测潜在的渗流风险和压力变化，为尾矿库的运维和管理提供科学依据。
当发现尾矿库渗流稳定性存在问题时，可以通过改变尾矿库的设计参数或者采取相应的加固措施来改善其渗流状况，从而避免意外事故的发生。
尾矿库渗流稳定性评估方法的数值模拟仅仅是辅助手段，实际的尾矿库管理还需要结合实地观察、监测和综合分析等多种手段，方能全面了解尾矿库的渗流状况。
基于ANSYS模拟非稳定饱和-非饱和渗流场
ｓ 为储水率 ， 其值较小 ， 一般忽略不计 ； ａ在饱 和区取 １ 非饱和 ，
区取 ０ 为已知水头 ； 边界流量 ； 为土体空 隙 比；ｏ （ ； ｑ为 ｒ ｔ ｃｓ ，
通讯作者 ： 刘福胜 （９ ４ ） 教授 。 １６ 一 ，
Ｅ ｍａｌ ｉ ｆｈ ｓ ａ ． ｄ ． ｎ － ｉ ：ｌ ｓ ＠ ｄ ｕ ｅ ｕ ｃ ｕ
虑饱和区渗 流的方法不 能有效地 解决 水位变化 和降雨 等引 起
的非稳 定渗 流问题 。 已有不少学者应 用 Ａ Ｓ Ｓ进行 了渗流场 数值模 拟研 究 。 ＮＹ 许玉景 等心 首次使用 Ａ Ｓ Ｓ热分析模块结合单元 生死技术进 ＮＹ 行了稳 定渗 流模拟 ， 富强 对此 进行 了进 一步 充实 ， 蒙 罗启北 等Ｈ 使用 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ进行了导流洞有压渗 流的动态模拟 。为解 决 存在浸润面的非 稳定渗 流场模 拟 问题 ， 者对 Ａ Ｓ Ｓ进行 二 笔 ＮＹ 次开发 ， 编制 了非稳定 饱和 一非饱 和渗 流程序 ， 并通过 实例 验
分析奠定 了基础心“］ 。对二维渗流微分方 程应用变分法 ， 并对
去 ） ＋ Ｈ＋ ［ Ｏ ＝ ［ ］ （ ］啬 ） ［ Ｏ （。 Ｈ ｊ
Ｅ ｈ Ｃ（ ）＋ａ 。 ｓ］
Ｈ（ ｙｚｔ ＝ Ｈｔ ｙｚｔ ， ｆ 上 ，，， ） （ ，，） 在 ｌ ， 。（ ，）＋ｋ ｓｆ ｘ ｒ ０（ ） ｓ
（） ３
２ 非稳定饱和 一 非饱和渗流场数值模拟
２ １ 时 间步长 的 自动选择 ．
非稳定 渗流场数值 模拟 中 ， 选取合 适 的时 间步长 ， 既能保
收 稿 日期 ：０ ７ ０－ ２０ —１－ ９ ０
尾矿库渗流稳定评估与分析的数学建模与模拟步骤
尾矿库渗流稳定评估与分析的数学建模与模拟步骤尾矿库是一种用于储存矿石残渣的工程结构，其中存在着渗流现象。
为了确保尾矿库的稳定性和安全性，对其渗流进行评估与分析是至关重要的。
数学建模和模拟是一种有效的方法，可以帮助我们理解和预测尾矿库渗流的行为。
以下是完成尾矿库渗流稳定评估与分析的数学建模与模拟的步骤：步骤1：收集数据在进行数学建模和模拟之前，我们需要收集与尾矿库相关的数据。
这些数据可能包括尾矿库的几何参数、土壤和岩石的物理性质、降雨量和渗透系数等。
步骤2：建立数学模型根据收集的数据，我们可以建立尾矿库渗流的数学模型。
常用的数学模型包括Darcy定律、Richardson方程等。
根据尾矿库的具体情况，我们可以选择合适的模型进行建立。
步骤3：确定边界条件在建立数学模型时，我们需要确定尾矿库渗流的边界条件。
这些边界条件包括尾矿库表面和底部的水压力以及周围环境的渗透条件等。
步骤4：数值求解将建立好的数学模型转化为数值模型，使用数值方法对其进行求解。
常用的数值方法包括有限差分法、有限元法等。
通过数值求解，我们可以得到尾矿库渗流的解析解或数值解。
步骤5：模拟结果分析根据数值求解得到的结果，进行模拟结果的分析。
通过分析，我们可以了解尾矿库渗流的分布情况、渗流速度以及可能的渗流通道和渗流量等。
步骤6：评估尾矿库稳定性基于模拟结果的分析，我们可以对尾矿库的稳定性进行评估。
尾矿库的稳定性评估需要考虑渗流对结构稳定性的影响，包括渗流的冲刷和侵蚀等。
通过评估，我们可以判断尾矿库是否满足设计要求，以及是否需要采取进一步的措施来加强其稳定性。
步骤7：模型验证与优化为了增加模型的准确性和可靠性，我们需要将模拟结果与实测数据进行对比，进行模型的验证。
如果模拟结果与实测数据相符，那么我们可以对模型进行后续的优化工作，使其更贴近实际情况。
通过以上步骤，我们可以完成尾矿库渗流稳定评估与分析的数学建模与模拟。
这一过程可以帮助我们深入理解尾矿库渗流的行为，为尾矿库的设计和运营提供科学依据，确保其稳定性和安全性。
降雨条件下尾矿坝饱和-半饱和渗流模拟分析
降 雨条 件 下尾 矿 坝饱 和 一半饱 和 渗 流模 拟 分 析 木
孙恩 吉 ， 张兴 凯 ， 李仲学 裴 玉斌 ，
（ ．中国安全生产科学研究院 ， １ 北京 １０ １ ） ００ ２
（ ．北京科技 大学 ， ２ 北京 １０ ８ ） ００ ３ 摘 要： 降雨 条件下 ， 由于渗 透压力 的存 在 ， 降低 了尾矿 坝坝坡 的整体 稳定性 ， 可能产生坝 体 自身
ｉ ｉｔ ａ ｉ ｎ ｆｕｎ ｒ ｒ ｉ ｆ ｌ ｏ ｉｉ ｎ ｎｆｌｒ ｔｏ ｏ ｄｅ ａ ｎ ａ ｌｃ ｎｄ ｔｏ ｓ
Ｓ Ｎ Ｅ － Ｚ Ａ Ｇ Ｘｎ ．ａ ，Ｌ ｈ ｎ ． ｅ ， Ｅ ｕｂｎ ， Ｕ ｎｊ 一， Ｈ Ｎ ｉｇｋｉ Ｉ ｏｇｘ Ｐ Ｉ —ｉ ｉ Ｚ ｕ Ｙ
ｉ ｌｙ ｔｌｏｅｔ ｔｅｍ ｌｎ ．Ｔ ｅ ａ ｉ ｓ ａ ｌ ｊｒ ａａｄｓｕｃ．Ｔ ｅｖｌｍ ｘ ａ ｄ ｏ ｔ ｕ ｕ— ｔ ｐａ ｓ ｖ ａ ｒｌ ｏ ｈ ｉｉｇ ｈ ｉｎ ｍ ｉ ａｓ ａｍａ ｚｒ ｏｒｅ ｈ ｏ ｅｅｐｎ ｓ ｎｉ ｏｓ ｙ ａ ｉ ｌ ｔｌ ｇ ｄ ｓ ｏ ｏｈ ｕ ｃ ｎ
关键词 ： 尾矿 库 ； 降雨入渗 ； 饱和 一半饱和 ； 渗流 ； 模拟分析
中图分类号 ：９６ Ｘ ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｓｉ ｕｌ ｔｏ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ａ ｌｎ ｓ ｄ ｍ ａ ｕ ａ ｅ ａ ｄ ｅ ｉｓ ｔ ａ ｉ ｎ ｍ ａ ｉ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｔ ｉｉ ｇ ａ ｓ ｔ ｒ ｔ ｄ ｎ ｓ ｍ － ａ ｕｒ ｔｏ
（ ．Ｃ ｉａＡ ａ ｅ ｙｏ ａ ｔ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｉ ｈｎ ｃｄｍ ｆ ｆ ｙ ｃｅ ｅａｄＴｃ ｎｌ ｙ ｅ ｉ １０ １ ， ｈｎ ） Ｓｅ ｎ ｏ ｊｇ （ ．Ｕ ｉ ｒｔ ｆ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ｅ ｉｇ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ ２ ｎｖ ｓｙｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ Ｂ ｉｎ 。 ｅｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ） ｅｉ Ｓｅ ｏ ｙ ｊ ｊ
尾矿库渗流稳定分析的数值模拟与结果验证
尾矿库渗流稳定分析的数值模拟与结果验证尾矿库是矿山开采过程中产生的废弃物堆放区，其中的尾矿通过浮选、磁选等物理或化学方法进行处理，将有价值的矿物资源分离出来，而废弃物则被存放于尾矿库中。
尾矿库在长时间的堆积下，会产生渗流现象，即尾矿在渗透、排水过程中与周围环境发生物质和能量交换。
因此，对尾矿库渗流进行稳定性分析具有重要的理论和实践意义。
本文将通过数值模拟与结果验证的方法，对尾矿库的渗流稳定性进行分析。
首先，我们需要建立一个合适的数值模型，模拟尾矿库中的渗流过程。
模型需考虑尾矿的渗流介质特性、尾矿库地质条件、尾矿库结构等因素，并结合现场实测数据确定模型的初始条件和边界条件。
在数值模拟中，我们可以使用计算流体力学（CFD）方法进行模拟。
CFD方法采用数值计算的手段，通过求解流体的动力学方程和质量守恒方程，模拟出尾矿库中的渗流运动过程。
其优点是可以考虑多物理场的相互作用，如流体流动、传热、质量传递等，能够较为真实地反映尾矿库的渗流现象。
模拟结果需与实际数据进行验证，以确定模型的准确性和可靠性。
验证方法可以采用现场实测数据与模拟结果进行对比分析，如尾矿库水位、渗流量等。
通过比较实测数据与模拟结果是否一致来判断模型的合理性，并进行必要的修正和优化。
渗流稳定性分析的主要目标是确定尾矿库的渗流运动是否处于稳定状态，及渗流出现异常的原因和可能的影响。
基于数值模拟结果，我们可以对尾矿库的渗流行为进行动态监测和分析，及时发现渗流过程中的异常现象，识别可能的风险和危害，从而采取相应的预防和控制措施。
除了对尾矿库渗流稳定性进行数值模拟和结果验证，还可以对渗流过程中的一些相关参数进行灵敏度分析。
通过改变模型中的参数值，如渗透系数、初次剪切强度、影响因子等，观察其对渗流过程的影响程度，进一步了解尾矿库的渗流行为及其与影响因素的相关性。
在实际工程中，尾矿库渗流稳定性分析可以为相关工程设计和管理提供科学依据。
通过对尾矿库渗流的数值模拟和结果验证，可以预测和评估尾矿库在不同工况下的渗流行为，提前发现潜在的问题和风险，制定合理的工程方案和管理措施，保证尾矿库的渗流系统稳定和安全运行。
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定分析方法
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定分析方法尾矿库是冶金、矿山、化工等行业生产过程中产生的尾矿的贮存设施。
尾矿库的渗流稳定性分析是评估尾矿库的渗流情况以及可能出现的渗流问题的重要手段。
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定分析方法是一种基于计算机模拟的手段，可以对尾矿库渗流稳定性进行定量分析和预测。
首先，为了进行数值模拟，需要建立尾矿库的数学模型。
数值模拟的基本原理是将尾矿库的实际情况通过离散化的方式划分为多个小单元，然后利用数值方法求解这些小单元的渗流方程。
通常采用的数值方法有有限差分法、有限元法和边界元法等。
在建立数学模型的过程中，需要考虑尾矿库本身的几何形状、渗流边界条件、土壤参数等因素，并进行合理的简化假设。
其次，在建立数学模型后，需要进行模型的参数化。
这包括确定尾矿库的几何参数、土壤参数和边界条件的数值值。
其中，土壤参数的获取可以通过实测、室内试验或文献调研等方式得到。
然后，利用合适的数值方法将参数输入到模型中，并进行计算。
在数值计算过程中，需要根据尾矿库的实际情况对模型进行合理的约束和边界条件设定。
这包括尾矿库的渗透率分布、渗流入口和出口的位置等。
通过合理设定这些约束条件，可以更加准确地模拟尾矿库的渗流情况。
最后，在完成数值计算后，可以对计算结果进行分析和评估。
通过分析计算结果，可以了解尾矿库的渗流方向、流速、渗流压力等信息。
根据分析结果，可以评估尾矿库的渗流稳定性，并判断是否存在可能的渗流问题。
如果发现渗流问题，可以进行进一步的模型修正和分析，以优化尾矿库的渗流稳定性。
综上所述，基于数值模拟的尾矿库渗流稳定分析方法是一种重要的手段，可以帮助工程师和研究人员对尾矿库的渗流稳定性进行定量分析和评估。
通过合理建立数学模型、参数化、数值计算和结果分析，可以更加准确地预测尾矿库的渗流情况，为尾矿库的设计和管理提供科学依据。
强降雨作用下尾水边坡非饱和渗流特征及稳定性分析
强降雨作用下尾水边坡非饱和渗流特征及稳定性分析
牛天武;杨东升;雷艳;龚盛;宋腾
【期刊名称】《西北水电》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为探究抽水蓄能电站尾水边坡在强降雨作用下的稳定性,基于饱和-非饱和渗流理论模拟了强降雨条件下尾水边坡渗流场的分布及变化情况,并结合渗流计算结果,利用强度折减法对降雨条件下边坡稳定性进行了分析。
结果表明:当降雨强度超过土体的饱和渗透系数时,坡脚和坡表下部率先出现暂态饱和区域,随着降雨历时的增加,润湿锋不断向坡体内部移动;长期降雨期间,边坡稳定性系数的变化主要由两个因素决定,一是孔隙水压力增加导致的有效应力减小,二是表层土体饱和容重增加导致的下滑力增加;降雨过程中边坡的稳定性系数不断减小,在降雨3d后稳定性系数发生突变;降雨前期边坡潜在滑面为弧形,随着降雨历时的增加滑面深度变浅,降雨后期边坡潜在滑面表现为沿润湿峰分布的直线形滑面,且随降雨持续作用,滑面随润湿锋向坡体内部移动。
【总页数】6页(P73-78)
【作者】牛天武;杨东升;雷艳;龚盛;宋腾
【作者单位】中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司;西安科技大学建筑与土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU457
【相关文献】
1.强降雨作用下昔格达边坡渗流特性及稳定性分析
2.非饱和砂土质边坡渗流破坏特征及稳定性分析——以老河口市某边坡为例
3.渗流作用下非饱和非均质二维边坡稳定性分析
4.连续强降雨工况土质边坡非饱和渗流及稳定性分析
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尾矿库渗流稳定分析中常用的数值模拟技术
尾矿库渗流稳定分析中常用的数值模拟技术尾矿库是矿山开采过程中产生的一种固体废弃物储存设施，渗流稳定性分析是确保尾矿库安全运营的重要环节之一。
为了准确评估尾矿库的渗流稳定性，常常使用数值模拟技术来模拟和分析尾矿库的水流和土体应力情况。
本文将介绍尾矿库渗流稳定分析中常用的数值模拟技术。
1. 有限元方法（Finite Element Method，FEM）有限元方法是一种广泛应用于工程领域的数值模拟技术。
在尾矿库渗流稳定性分析中，可以使用有限元方法对尾矿库的地下水流动进行模拟。
首先，将尾矿库的区域划分为多个小单元，然后建立相应的数学模型，考虑边界条件和水流影响因素。
通过求解数学模型，可以得到尾矿库各个单元的水力头和水流速度，并进一步评估渗流稳定性。
2. 边界元方法（Boundary Element Method，BEM）边界元方法是一种基于边界的数值模拟技术，相比于有限元方法，边界元方法更加适用于尾矿库边界影响较大的情况。
在尾矿库渗流稳定性分析中，可以使用边界元方法来模拟尾矿库周围的水流。
通过将尾矿库的边界划分为多个小区域，建立相应的边界元模型，可以获得尾矿库边界上的水压力值和渗流通量。
通过分析这些参数，可以评估尾矿库的渗流稳定性。
3. 计算流体动力学方法（Computational Fluid Dynamics，CFD）计算流体动力学方法是一种数值模拟技术，主要用于分析和解决流体流动问题。
在尾矿库渗流稳定性分析中，可以使用计算流体动力学方法来模拟尾矿库内部的水流情况。
通过建立尾矿库的三维模型，考虑流动的层流或湍流特性，可以得到尾矿库内部的流速和压力分布。
进而，可以进一步评估尾矿库渗流稳定性。
4. 耦合模型方法尾矿库渗流稳定性分析涉及多个物理场的相互作用，常常需要采用耦合模型方法。
耦合模型方法将尾矿库渗流和围岩变形等问题相互联系，综合考虑多个物理过程。
例如，可以将有限元方法和边界元方法耦合使用，同时模拟尾矿库的水流和土体应力变形。
尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估
尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估在尾矿库渗流稳定分析的步骤中，渗流模拟和风险评估是重要的环节。
渗流模拟的目的是通过数值模拟预测尾矿库中的渗流情况，而风险评估则是针对渗流情况进行分析，评估渗流带来的潜在风险。
渗流模拟一般可以采用计算流体力学（CFD）方法或有限元方法。
首先，需要建立尾矿库的三维数值模型，包括尾矿库的几何形状、地质条件、边界条件等。
然后，通过模型中的方程描述渗流过程，考虑水的运动、渗流速度、渗流路径等因素。
最后，使用数值方法求解方程组，得到渗流的分布和变化规律。
在进行渗流模拟时，需要收集尾矿库的相关数据，如水位、温度、水质等，以及周围环境的数据，如降雨量、地质条件等。
这些数据有助于提高模拟的准确性和可信度。
此外，为了验证模拟结果的可靠性，一些现场观测和监测数据也可以参与模拟过程中的验证。
渗流模拟的结果包括渗流速度、水位分布、渗流通量等，可以用来评估尾矿库的渗流状况。
潜在的渗流风险一般包括渗漏、破坏等，风险评估主要是对这些渗流风险进行定性和定量的评估。
常用的方法有风险矩阵、风险指标等。
在进行风险评估时，首先需要确定渗流风险的来源和影响因素，如尾矿库的地质条件、结构稳定性、渗流特性等。
然后，根据相关的风险评估标准和指标，对各种风险因素进行分析和评价。
最后，根据评估结果，制定相应的风险管理和控制措施。
尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估是保障尾矿库安全的重要环节。
通过渗流模拟，可以预测尾矿库中的渗流情况，提前发现潜在的问题；通过风险评估，可以对渗流风险进行评估和管理，保障尾矿库的稳定和安全运行。
总之，尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估是非常重要的。
渗流模拟可以帮助预测和了解尾矿库中的渗流状况，而风险评估则可以对渗流风险进行评估和管理。
这些分析步骤在尾矿库的管理和运营中起到了至关重要的作用。
通过合理的渗流模拟和风险评估，能够有效地保障尾矿库的安全和稳定。
基于饱和-非饱和渗流理论的基坑防渗措施分析
（ 4）
式中： 为土的内摩擦角。 在浸润线与土坡交点处， 由于浸润线与之相切，故 ，所以有：
icr cos (tan tan )/ w
（5）
粉土 粉质砂土 黏土 1 10 吸力/ kPa 100
1.0×10-11
取安全系数为 Fs 2 许水力坡降 ir icr / Fs 。
写出斜坡表面单位土体力的极限平衡方程式：
渗透系数/ (m/s)
1.0×10-5 1.0×10-6 1.0×10-7 1.0×10-8 1.0×10-9 1.0×10
-10
sin w J c cos( ) [ cos w icr ( )]tan
[8－9]
， 则发生渗透破坏的容
综上所述， 渗流稳定可按照下列各式进行验算。 管涌： i ir 0.05～0.2 流土： i ir / 2 w (基坑底)
i i r cos (tan tan )/2 w (坡面)
图 4 渗透性函数 Fig.4 Hydraulic conductivity function
-4
（2）
式中：i 为水力坡降。 当渗透力能够克服土体颗粒间黏聚力和内摩擦 力时，土体发生渗透破坏，此时的水力梯度称为临 界水力梯度。 对于基坑流土，当渗透力大于土体的有效重度 时，土体发生流土破坏，临界水力坡降为
icr / w
（3）
快剪强度 c / kPa 11.4 3.6 15.2
5.2 计算条件 渗流计算选取了（图 1）垂直于水流方向的剖 面， 如图 2 所示。 基坑外河流水位视为定水头边界， 计算取极端高水位 21.1 m，基坑内边界视为自由渗 透边界。防渗设施视为不透水层，其渗透系数取一 极小值，具体数值见 5.4.1 节。 采用 Seep-W 软件对基坑开挖后有防渗设施和 无防渗设施的情形下渗流场进行了计算。 5.3 基坑渗透稳定性评价 无防渗措施时，渗流计算结果如图 5 所示。根 据渗流计算结果，对基坑进行了渗流稳定性计算， 结果见表 2。表中结果表明：在顺水流方向，无防 渗措施时，基坑坡面处于不稳定状态，可能会出现 管涌和流土。另外，根据稳定性计算，此时边坡稳 定系数 Fs 0.87（Janbu 法） ，进一步说明了边坡的 不稳定性； 在基坑底部， 不会出现管涌和流土现象， 土体处于稳定状态。
尾矿库渗流稳定分析步骤中的数值模拟与分析结果验证
尾矿库渗流稳定分析步骤中的数值模拟与分析结果验证尾矿库渗流稳定分析是指对于尾矿库内部或周边的渗流现象进行分析和判断，以评估尾矿库的渗流稳定性，并制定相应的措施来防止渗流对环境造成污染和尾矿库安全性的影响。
数值模拟与分析结果验证是尾矿库渗流稳定分析过程中必不可少的步骤，通过数值模拟来模拟尾矿库渗流和水位变化的情况，得到相应的数值结果，并与实际监测数据进行对比，验证模拟结果的准确性和可靠性。
一、数值模拟步骤1. 收集数据：首先，需要收集尾矿库的基本信息，包括尾矿库的几何形状、物理参数（如土壤、岩石和水的渗透性等）、水文数据（如降雨量、渗透层的含水量等）以及边界条件等数据。
2. 建立数值模型：根据收集到的数据，利用专业的渗流模拟软件（如SEEP/W、FLAC、MODFLOW等）建立尾矿库渗流的数值模型。
模型的建立应该准确地反映尾矿库的实际情况，并考虑到各种可能的影响因素。
3. 设定边界条件：确定数值模型的边界条件，包括上下边界、侧边界和入流口等。
边界条件的设定应该根据实际情况进行合理的假设，并尽量准确地反映尾矿库的实际运行情况。
4. 进行数值模拟：利用建立好的数值模型和设定好的边界条件，运行渗流模拟软件进行数值模拟。
根据数值模拟的算法和计算方法，模拟尾矿库中的渗流现象，并得到相应的数值结果。
5. 分析结果：对数值模拟得到的结果进行分析、评估和解读。
根据分析结果，判断尾矿库的渗流稳定性、分析渗流量、浸润率和危险水位等参数。
二、分析结果验证步骤1. 数据采集：在对尾矿库进行数值模拟的同时，应进行实际监测数据的采集。
监测数据可以包括尾矿库的水位、渗流量以及周边环境的水位和水质等。
2. 数据分析：将数值模拟得到的结果与实际监测数据进行对比和分析。
通过对比分析，可以评估模拟结果的准确性和可靠性，发现模型的不足之处，并提出改进方案。
3. 结果验证：根据实际监测数据和数值模拟结果的对比，进行结果验证。
如果数值模拟结果与实际监测数据相符合，则说明模拟结果是准确可靠的，可以用于尾矿库的渗流稳定性评估和决策制定；如果存在差距，则需要对数值模型进行修改和调整，以提高模型的准确性和可靠性。
ABAQUS在饱和-非饱和渗流分析中的应用
ABAQUS 在饱和－非饱和渗流分析中的应用徐海奔河海大学水工结构工程专业，南京 (210024)E-mail ：hohaixhb@摘 要：本文首先对大型通用有限元软件ABAQUS 在土石坝渗流分析中的应用进行分析，着重从多孔介质的饱和渗流，非饱和渗流及二者的混合问题（渗流自由面的计算）等方面论述。
结合一个土石坝库水位下降时二维渗流计算实例，考虑流体重力作用下，采用非线性定律求解总孔隙压力及库水位下降过程渗流自由面变化过程。
关键词：非饱和；渗流；ABAQUS ；土石坝；自由面1．引言ABAQUS 大型通用有限元软件,在我国土木工程结构分析方面应用日益广泛。
本文对它在土石坝渗流计算分析中的应用进行评述。
近年来，在国内外随着孔隙介质非饱和渗流和土体饱和渗流理论的发展，人们逐渐意识到堤坝稳定性与非饱和区渗流作用密切相关。
在研究堤坝非饱和渗流问题时，主要采用数值模拟的方法。
长期蓄水的土坝，当库水位以太快的速度下降时，坝体内孔隙水压力常常不能很快消散，因而坝体的浸润线高于上游库水水位。
在这种情况下，渗流的动水压力或渗透力的作用对上游坝坡造成浮起及下滑的趋势，甚至酿成滑坡事故。
因此在实际工程中必须防止因库水位下降速度太快而导致这类事故发生。
为进行上游坝坡的稳定分析，需要确定库水位下降过程中各时段坝体浸润线的位置，也就是通常所说的进行土坝不稳定渗流计算。
坝体浸润线下降的速度，一般决定于库水位下降的速度V 、土坝坝体渗透系数k 以及土体的给水度u 等因素[1]，与坝体的结构形式特别是坝体及地基上游面的排水条件也有很大关系。
2．ABAQUS 在均质土坝饱和－非饱和渗流计算原理在饱和土壤中，引起水分转移的力是重力和水的压力。
在非饱和土中，支配着土壤水在液态下整体转移的是重力和水的表面张力。
Richards 等曾在1931年就证明非饱和土中的渗流与饱和土一样符合达西定律和连续方程[2]。
若将达西定律代入连续方程（忽略渗透过程中总应力的改变和土颗粒骨架的变形）并以总水头h 作为未知量，当渗透的主方向与坐标轴一致时，非饱和土渗流的二维微分方程就可表示为：ty h k x x h k x w y x ∂∂=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂∂∂+⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂∂∂θ （1） 式中，x k ，y k 分别为x ，y 方向的渗透系数；w θ为体积含水量；h 为总水头；t 为时间。
尾矿库渗流稳定性分析的数值模拟方法研究
尾矿库渗流稳定性分析的数值模拟方法研究尾矿库是指用于储存金属尾矿及工业废渣等废弃物的大型储存结构。
其安全稳定性对于环境保护和人类生存发展至关重要。
尾矿库渗流稳定性分析是评估尾矿库安全性的重要方法之一，而数值模拟方法则成为了当前研究尾矿库渗流稳定性的有效手段。
本文将探讨尾矿库渗流稳定性分析的数值模拟方法研究。
数值模拟方法是一种基于数学和物理原理，运用计算机进行的仿真模拟方法。
它通过建立数学模型，利用数值计算和数值分析的方法，模拟和预测尾矿库渗流过程中的稳定性问题。
数值模拟方法具有模型建立灵活、参数调整便捷、较高的计算精度等优势，能够较好地分析尾矿库渗流稳定性问题。
在尾矿库渗流稳定性分析的数值模拟方法研究中，首先需要建立适当的数学模型来描述尾矿库的渗流行为。
常用的模型包括二维和三维数学模型。
二维模型适用于轴对称或平面问题的研究，而三维模型则更为精确，适用于复杂的尾矿库地质和工程结构。
在建立数学模型时，需要考虑尾矿、底部土壤、后方土体等材料的物理特性和边界条件。
其次，数值计算方法是数值模拟方法的核心。
常用的数值计算方法包括有限差分法、有限元法、边界元法等。
在尾矿库渗流稳定性分析中，有限元法是常用的数值计算方法，其可以较好地模拟复杂的渗流场。
有限元法是将尾矿库划分为有限数量的单元，通过建立节点和单元之间的关系，通过求解节点上的位移和应力变量来实现对渗流行为的模拟和分析。
最后，数值模拟方法需要进行参数敏感性分析和验证。
在模型建立和数值计算过程中，需要确定一些物理参数和边界条件。
参数的选择直接影响数值模拟的准确性和可靠性。
因此，针对不同的尾矿库渗流稳定性问题，需要进行参数敏感性分析，通过确定合适的参数来提高模拟结果的可信度。
同时，通过与实测数据和现场观测数据进行对比验证，进一步提高数值模拟方法的准确性。
综上所述，尾矿库渗流稳定性分析的数值模拟方法研究是评估尾矿库安全性的重要手段。
通过建立适当的数学模型、选择合适的数值计算方法、进行参数敏感性分析和验证，可以有效地模拟尾矿库渗流过程中的稳定性问题。
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定性分析
基于数值模拟的尾矿库渗流稳定性分析尾矿库是指用于存放矿物矿渣和废料的大型水池或堆放区。
尾矿库渗流稳定性分析是对尾矿库内部渗流情况进行数值模拟和稳定性分析的过程。
本文将从数值模拟和渗流稳定性两个方面进行讨论。
数值模拟是尾矿库渗流稳定性分析的重要步骤之一。
数值模拟能够模拟尾矿库内部的渗流情况，帮助我们更好地理解尾矿库的渗流机制和演化规律。
首先要进行尾矿库的地质条件和水文地质参数的采样和测试。
通过野外调查和采样，获取尾矿库隔离层的地质结构、土壤类型、水文地质参数等重要数据。
将这些数据输入数值模拟软件中，可以更加真实地模拟尾矿库渗流过程。
其次，在数值模拟中，需要建立尾矿库的数学模型。
数学模型可以基于尾矿库的地质结构、水文地质参数以及尾矿库的尺寸和形状等因素建立起来。
根据尾矿库的具体情况选择适当的数值计算方法和模拟软件进行模拟。
然后，进行数值模拟的参数设定。
数值模拟需要设定适当的边界条件、初始条件和数值计算步长等，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
对于尾矿库渗流稳定性分析，需要特别关注渗流速度、渗透性系数、渗流路径等参数的设定。
最后，在模拟过程中，需要进行数值模拟的计算和结果的分析。
数值模拟计算主要包括迭代求解和收敛判据。
根据数值模拟的结果，分析尾矿库渗流的稳定性和变化规律，了解尾矿库内部的水流分布、渗流路径和变化趋势等。
通过比较不同情景模拟的结果，可以评估尾矿库渗流的稳定性，并制定相应的监测和管理措施。
尾矿库渗流稳定性的分析是保证矿山环境安全和资源可持续利用的关键环节。
通过数值模拟可以更加客观地分析尾矿库的渗流情况，并根据模拟结果制定相应的管理和控制策略，确保尾矿库的渗流稳定性。
除了数值模拟，渗流稳定性的分析也是尾矿库渗流稳定性分析的重要内容。
渗流稳定性的分析主要包括渗流引起的土壤液化、坡面稳定性等方面。
首先要进行尾矿库周边土壤的液化特性测试和稳定性评价。
尾矿库渗流会引起周围土壤的液化现象，这会给尾矿库的稳定性和周边环境安全带来威胁。
尾矿库渗流稳定分析的数值模拟与结果评估
尾矿库渗流稳定分析的数值模拟与结果评估尾矿库渗流稳定分析是保障尾矿库安全运行的重要一环。
为了准确评估尾矿库渗流稳定性，数值模拟方法成为一种有效的工具。
本文将从数值模拟的角度出发，对尾矿库渗流稳定性进行分析与评估。
首先，数值模拟前需要准备的数据包括：尾矿库的地质构造、尾矿库周边地质环境、尾矿库的渗透性参数等。
通过对这些数据的收集与整理，可以建立尾矿库渗流数值模型。
其次，建立尾矿库渗流数值模型时，需要选择适当的数值模拟方法。
常用的方法包括有限元法、有限差分法和边界元法等。
根据具体情况选择合适的数值模拟方法，以获得准确的结果。
然后，在数值模拟中，还需要确定边界条件。
边界条件是指尾矿库周边地下水位、雨水入渗等外部条件对尾矿库渗流过程的影响。
根据实际情况，将合适的边界条件输入数值模拟模型中，使得模拟结果更加真实可靠。
在进行数值模拟前，我们需要设定数值模拟的时间步长、网格划分等参数。
时间步长的选择应该足够小，以确保模拟结果的准确性。
网格划分应该合理，将尾矿库和周边地区划分为适当大小的网格单元，以更好地描述渗流过程。
进行数值模拟后，我们需要对模拟结果进行评估。
评估的主要内容包括尾矿库的稳定性、渗流场的分布等。
可以通过计算尾矿库周边的渗流速度、压力场等参数来评估尾矿库的渗流稳定性。
同时，还可以进行敏感性分析，确定不同参数对尾矿库渗流稳定性的影响程度。
评估结果反映了尾矿库的渗流稳定性，但还需要与实际情况进行对比。
尾矿库的实际运行情况、监测数据等可以作为参考，来验证数值模拟结果的准确性。
最后，根据数值模拟的结果与评估的内容，我们可以得出尾矿库渗流稳定性的结论。
如果结果良好，说明设计与建设符合要求，尾矿库的渗流稳定性得到了保障。
如果结果不理想，需要进一步分析原因，并提出相应的改进措施。
总之，尾矿库渗流稳定分析的数值模拟与结果评估是一项重要的工作。
通过合理选择数值模拟方法、确定边界条件、设定参数，并对模拟结果进行评估，可以准确判断尾矿库渗流的稳定性，并为工程改进提供科学依据。
尾矿库渗流稳定分析的数值模拟计算步骤
尾矿库渗流稳定分析的数值模拟计算步骤尾矿库渗流稳定分析是对尾矿库的渗流情况进行分析和评估，以确保尾矿库的结构安全和环境安全。
数值模拟计算步骤是通过建立尾矿库的数学模型，并利用计算机程序模拟尾矿库内部的渗流过程。
下面将介绍尾矿库渗流稳定分析的数值模拟计算步骤。
1. 数据收集与分析：首先，需要收集关于尾矿库的各种信息，包括尾矿库的地质资料、工程资料、渗透系数等参数。
然后对收集到的数据进行分析和处理，为后续的数值模拟计算提供准确的输入数据。
2. 建立数学模型：根据尾矿库的实际情况，选择适当的数学模型。
常见的模型包括二维模型和三维模型。
在建立模型时，需要确定边界条件、初始条件以及模型的几何尺寸等。
同时，还需要根据实际情况选择合适的数值方法和网格划分方法。
3. 确定数值计算的时间步长和精度：在进行数值模拟计算之前，需要确定时间步长和求解精度等参数。
根据尾矿库的特点和计算机所能承受的计算量，选择适当的时间步长和精度。
通常可以通过试算和比较不同参数的结果来确定最优参数。
4. 进行数值模拟计算：根据建立的数学模型和确定的参数，利用计算机程序进行数值模拟计算。
根据时间步长，逐步求解模型的渗流过程，得到每个时间步的渗流场数据。
同时，还可以计算渗流压力、土体应力等参数，并进行分析和评估。
5. 结果分析与评估：在数值模拟计算完成后，需要对计算结果进行分析和评估。
分析包括对渗流场数据的可视化展示和比较，以及对关键参数的统计和分析。
评估包括判断尾矿库的渗流稳定性和结构安全性，以及对渗流对环境的影响进行评估。
6. 参数优化与方案制定：根据数值模拟计算的结果分析和评估，可以进一步优化尾矿库的设计参数和施工方案。
例如，通过改变渗透系数、堆石材料、堆石方式等参数来减小渗流风险和提高尾矿库的稳定性。
同时，还可以制定相应的管理措施和监测方案，确保尾矿库的安全运行。
以上是尾矿库渗流稳定分析的数值模拟计算步骤。
通过建立数学模型和进行数值模拟计算，可以更好地分析尾矿库的渗流情况，提供科学依据和参考，保障尾矿库的安全和环境的稳定。
尾矿库渗流稳定分析的数值计算方法与结果解释
尾矿库渗流稳定分析的数值计算方法与结果解释尾矿库是矿山开采过程中产生的尾矿的存储和处理设施。
尾矿库的渗流稳定性分析对于保障尾矿库的安全运行至关重要。
本文将介绍尾矿库渗流稳定分析的数值计算方法与结果解释。
一、数值计算方法1.模拟尾矿库渗流的数学模型：尾矿库渗流的数学模型主要包括连续介质流体力学方程、渗流方程、边界条件和初始条件。
其中，连续介质流体力学方程包括质量守恒方程和动量守恒方程，渗流方程采用达西-贝奇定律进行描述。
2.数值计算方法选择：在尾矿库的渗流稳定性分析中，常用的数值计算方法包括有限差分法、有限元法和边界元法等。
根据尾矿库的实际情况和计算需求，选择适合的数值计算方法。
3.建立尾矿库渗流模型：根据尾矿库的实际情况，确定尾矿库的几何形状、材料特性和边界条件，并在计算领域中离散化建立数值模型。
4.离散化方法选择：离散化方法的选择根据计算模型和目标进行，一般可采用有限差分法或有限元法进行离散化处理。
5.数值解法选择：根据离散化后的数值模型，选择合适的数值解法求解连续介质流体力学方程和渗流方程，例如迭代法、求解稀疏矩阵方程等。
二、结果解释1.渗流场分析:通过数值计算方法，得到尾矿库内部的渗流场分布情况。
可以分析渗流速度、压力分布等参数，判断渗流情况是否稳定。
2.渗流通量计算：根据数值模型计算出的渗流场分布，可以计算尾矿库的渗流通量。
渗流通量的大小反映了尾矿库的稳定性，可以进一步评估尾矿库的安全性能。
3.渗流路径分析：通过数值计算方法，可以分析尾矿库内部的渗流路径。
根据渗流路径的分析结果，可以判断渗流路径是否稳定，以及是否存在渗漏的情况。
4.渗流位移分析：渗流位移是指尾矿库内部颗粒或溶质由于渗流作用引起的位移变化。
通过数值计算方法，可以分析尾矿库内部颗粒或溶质的渗流位移情况，判断尾矿库的渗流稳定性。
5.灾害风险评估：基于数值计算结果，可以进行尾矿库的灾害风险评估。
通过分析渗流场、渗流通量等参数，评估尾矿库的稳定性，为尾矿库的安全运营提供科学依据。
堤坝饱和-非饱和渗流场数值模拟及稳定性分析的开题报告
堤坝饱和-非饱和渗流场数值模拟及稳定性分析的开题报告一、选题背景与意义随着我国经济和社会的快速发展，对水利水电建设的需求也越来越大。
而水利工程中的堤坝工程是一个关键的领域，其稳定性问题一直是一个热点问题。
在堤坝设计和施工过程中，要考虑到多方面因素，其中之一是堤坝内的渗流问题。
如果渗流问题得不到解决，将会对整个工程的安全性产生极大的影响。
因此，对堤坝饱和-非饱和渗流场数值模拟及稳定性分析具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容与方法本课题将以一座某水库工程的堤坝为例，开展以下研究内容：（1）对该堤坝进行渗透试验，获取堤坝内的水文地质参数；（2）建立该堤坝的饱和-非饱和渗流场数值模型；（3）在ANSYS等软件中进行数值模拟，并进行模型验证；（4）对模型的稳定性进行分析。
具体方法包括：（1）对堤坝结构、土质组成、水文地质条件进行调研和实地勘察；（2）结合试验数据建立堤坝的饱和-非饱和数值模型；（3）利用有限元方法在ANSYS等软件中进行模拟计算，并比对实验数据以验证模型的准确性；（4）通过分析模型结果，预测堤坝在满足设计要求的前提下的稳定性。
三、研究意义本研究对于提高水利工程建设质量、优化设计方案、保障工程安全等方面有着积极的促进作用。
具体如下：（1）促进水利工程领域渗透试验方法的改进与完善；（2）提高堤坝饱和-非饱和渗流场数值模拟技术水平，并在实际工程中得到应用；（3）为堤坝设计和施工提供科学依据，减轻水利工程的风险；（4）为今后更深入地研究水利工程的渗流问题提供理论基础和经验参考。
四、研究进度安排本研究将于XX年XX月开始，具体进度安排如下：第一阶段（XX年XX月-XX年XX月）：调研和实地勘察，获取实验试验数据和工程参数。
第二阶段（XX年XX月-XX年XX月）：分析和处理数据，建立数值模型。
第三阶段（XX年XX月-XX年XX月）：进行数值模拟计算，并与实验数据进行比对。
第四阶段（XX年XX月-XX年XX月）：对模型结果进行分析和总结，撰写研究报告。
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90工业安全与环保2013年第39卷第10期I ndus t r i al Saf et y a nd Envi w nnm [1t al Pr o t ect i onO ct ober 2013基于饱和一非饱和理论的尾矿库渗流场模拟分析朱毅川1徐克2程镇2杨楠2(1．中国地质大学工程学院武汉430074；2．湖北省安全科学技术研究中心武汉430070)摘要在稳定性分析过程中，尾矿库力学参数选取困难，尾矿库边界条件复杂，需要能够较为精确预测尾矿坝浸润线位置和稳定性计算的方法。
在饱和一非饱和渗流理论研究的基础上，对尾矿库渗流场的分布进行了数值模拟，通过对比研究，饱和一非饱和模型比饱和渗流模型更加符合尾矿库的渗流规律。
研究了初期坝透水性与干滩长度对尾矿库浸润线的影响，对比分析了影响尾矿库渗流的一些关键因素，以期能更好地解决尾矿库渗流稳定性评估问题。
关键词尾矿库稳定性分析数值模拟饱和一非饱和理论T he S i m ul a t i on of T ai l i ngs Seepage Fi el d B as edont heSaturat ed —-嘲turat edT heor yZ H U Y i c hua nlX U K e2C H EN G Zben2Y A N G N an2(1．Eng ／neer ／ngFacul t y ，C hi na U ni ver si t yofC ．eos ci encesW uba n430074)A bst r actI n t he s t abil i t y anal y si s of t he r ai l i ng s ，t he sel e ct i on of t he m ec ha nl e al para m et e r s of t he t ai li ngs is usua l l y i na c-cu _rl l t ea ndSOi t i s ba dl y i n need ofa m or e ac cu r at e m et h od t o f or ecastt aat ,峥dam s ee pa ge l l ne l ocat i on a nd s t abi l it y ca l cu-l at i on becaus e of t he bou ndar y condi t i ons of t he t a i l i n 铲．Base d o nt he sa t ura t e d —unsa t ura t e d s ee pa ge t heor y ，t he di st r i bu-t i m 0f t he t ai li ng pond s ee pa ge f i el d is si m ul a t e d i n t his paper ．．I l II oL 曲com parat i ve gt udy ，i tis f ound t hat sat ur at e d —t i nsa t ura t ed m odelc anbet t er agr e et o t het aaa 啦seepage r ul e t han sat ur at ed s ee pa ge m odel ；t he i nf l uence s of t he i ni ti al da ml m m eabi l i t y a nd dr y l e ngt ho nt het aj l i I 骖i nf i l t r at i ng l i near er es ea r ched ．The paper ha sal so 舡l a 】咖脚80nl e keyf act or s af-f ect i ngthe 咖seepagei n or de r t o bet t er addr es s t he r ai li ngs s ee pa ge st abi l i t y asse ssm en t ．K ey Wor ds t ai l ings ponds t abi l it ymla ：Iys i 8num er i c alsi m ul a t i onsa t ura t e d —unsa t ura t e d t heor y0引盲尾矿库浸润线的高低是影响尾矿堆积坝稳定性的主要因素之一。
尾矿水对尾矿坝体不仅会产生动水压力，降低坝体的稳定性，同时还会产生管涌、流沙和坝面沼泽化等危害，给尾矿坝的安全带来严重威胁。
目前尾矿坝渗流分析有理论求解、物理模拟和数值模拟3种方法。
理论求解浸润线的方法对工程进行概化后采用相应的近似公式求解，它只能适用于均质的简单的工程，对于多介质尾矿场，该法受限于理论条件；物理模拟方法保持了原型介质具有的连续性，并能较精确地模拟原型的复杂边界和内部结构。
不足之处是制作模型的工作量大，费用高，而且费时费力；数值模拟法在我国20世纪六七十年代被应用到渗流计算中，并且随着计算机的高速发展，这种方法越来越广泛地被科研人员利用。
渗流数值计算中常用的数值方法有差分法、有限单元法、边界元法等。
过去，在渗流稳定性分析中，仅侧重于考虑饱和地下水对边坡稳定的影响，随着非饱和渗流理论的发展，人们越来越清楚地认识到边坡滑坡、泥石流等地质灾害与土体的非饱和渗流密切相关。
1962年，M i l l er 提出非饱和介质的渗透系数是含水量或压力水头的函数，达西定律同样适用于非饱和渗流…1，只不过要将达西定律的形式进行转变，渗透系数不能假定为常数而是与含水量或者是基质吸力有关的函数。
1973年，N eum an 首先提出用有限元的方法解决土坝饱和一非饱和渗流问题的数值方法[2】2，采用伽辽金法对R i char ds 方程进行空间区域离散，用C r ank —N i coson 有限差分格式对时间域进行离散，并在拓展一维渗流有限元法之后提出了解决二维渗流问题的有限元法【3“J 。
1997年，A kai 提出三维饱和一非饱和渗流的有限元法[5】，Lai n 和Fr edl und 对饱和一非饱和土渗流问题做了较完整的论述[6】6，认为±体中水的流动是受压力水头大梯度和位置水头梯度共同控制的，并将非饱和土壤水运动理论和非饱和土固结理论结合，得到符合岩土工程使用习惯的饱和一非饱和渗流控制方程。
本文结合前人有关理论工作，在选取适当的土水特征曲线和渗透函曲线模型的基础上，对尾矿库渗流场的分布进行了值模拟，并对比分析了影9l响尾矿库渗流的一些关键因素，以期能更好地解决尾矿库渗流稳定性评估问题。
l饱和一非饱和渗流支配方程饱和一非饱和渗流方程基于非饱和土土性特征，水的流动同饱和土一样都服从达西定律，不同的只是在饱和土中土的孑L隙水压力为正值，渗透系数为一常数，而在非饱和土中土的孑L隙水压力为负值，渗透系数为孔隙水压力的函数。
将达西定律代人连续方程，假设水体不可压缩，忽略土颗粒骨架的变形，并以总水头为未知量，可得二维的饱和一非饱和的渗流微分方程为：未旧9’i3hw】+善‰哆，．百ahwlJ=)，。
面甜wD百hw(1)式中，k，(尘)、kr(缈)分别为土体在石和)，方向上的渗透性函数，7。
为水容重，曰。
为土体的体积含水量，尘为土体的基质吸力，一般假定土体内气压为大气压，基质吸力就为负孔隙水压力，t为时间；土体的体积含水量与土体基质吸力的关系曲线称为体积含水量函数或土水特征曲线。
式(1)中只要知道土的渗透性函数和土水特征曲线及相应的边界条件，就可以求解瞬态渗流问题；如只求解稳态的渗流问题，式(1)中的i L]l bW=0，则方程变为：剥乜(9)警】+苦【砖(尘)警]=0(2)可见，在二维稳态渗流中，只要知道土水特征曲线、土的渗透性函数和相应的边界条件，即可求解。
2复杂地形尾矿库的渗流场模拟2．1尾矿库概况本文对某复杂地形尾矿库进行了渗流场的模拟分析。
该尾矿库设计库容1410．8万m3，现有库容约l200万m3，初期坝坝高30．0m，坝顶高程100m，坝底宽16．5m，坝顶宽4．0m，上游边坡1：1．5及1：1．75，下游边坡1：I．75。
目前堆积坝高程已达到147m，坝高77m，最终设计坝高177m；干滩坡度为l：100。
该尾矿库三面环山，无断裂构造带通过，依据该尾矿库的工程勘察资料，在建立计算模型时按照坝体沉积分层情况，绘制出1—1剖面和2—2剖面的计算简图，并利用三角形单元和四边形单元为其划分网格，其中1—1剖面共5358个节点，5271个单元，2—2剖面共7943个节点，7801个单元，如图1、图2所示。
50量130蠢110枉量90150≥100{旧一50120180240300360距离／m1—1剖面计算简图O80160240320400距离／m图22—2剖面计算简图2．2渗流参数模型2．2．1土水特征曲线非饱和土中的水流受到与饱和土中相同的定律控制(达西定律)，其主要区别是对饱和土假定渗透系数为常数，而对于非饱和土则需设为基质吸力、含水量或某些其他变量的函数。
其中，土水特征曲线模型反映了土体中含水量与基质吸力(或基质势)之间的关系。
Fr edl und给出了体积含水量与基质吸力之间的解析关系式，该式适用范围较广，基质吸力在零到数千兆帕之间都可使用，其形式见式(3)。
臼：r k(¨意最)L卜I n(1+l000000／(u。
一u。
)，)J———————————』∑———————一r气、I n{e+[(u。
一“。
)／(“。
一M。
)b]“}“、。
7式中，日为体积含水率，(Ⅱ。
一／Zw)为基质吸力，(M。
一Ⅱ。
)b为进气值，(Ⅱ。
一u。
)，为残余含水率所对应的基质吸力，m为当基质吸力超过土的进气值时土中水流出率的土性参数，n为含水量函数的土性参数。
研究表明粉土和砂土颗粒粒径的分布情况与土一水特征曲线是相关的，因此根据土的颗粒粒径分布情况可以推导求出土体的土一水特征曲线。
黏性土由于其复杂的结构特征，颗粒粒径分布情况与土一水特征曲线的相关性稍小，但是还是合理的。
Fr edhnd利用颗粒分析曲线推到求解土一水特征曲线，Fr edl und模型拟合曲线与实测数据吻合程度最高。
因此，目前较为常用求土一水特征曲线的方法就是Fr edl und模型法。
2．2．2渗透函数曲线非饱和土渗流系数可以通过直接测量和间接方法推导求得，间接方法是通过经验公式或者是通过土水特征曲线来预测渗透系，推导出渗透系的半经验公式。
在模型的选择上，V G(V a n G e nucht en)16图92模型得到的渗透系数数值与实测的渗透系数值较为接近，因此，在渗透函数模型的选取上，使用V G模型。