[01168203]大型尾矿坝稳定可靠性与安全监控预警理论及其应用

(1)对尾矿坝进行科学分类,分析尾矿坝种类对其稳定性的影响,为各类尾矿坝风险等级评定提供基础数据; （2）尾矿坝堆坝模型试验研究,建立尾矿坝筑坝材料的渗透系数与浸润线之间的关系来间接地寻求浸润线的变异特性函数; （3）尾矿坝整体与局部失稳的模式分析,提出快速搜索算法寻找最小的安全系数对应的局部失稳区域、整体失稳区域,利用极限平衡方法通过比较分析各个滑动面之间的相关系数,甄选出尾矿坝坝坡失稳的主要模式; （4）考虑空间变异特征的边坡系统可靠度指标的快速计算,利用系统可靠度理论,借鉴重要性抽样法计算尾矿坝坝坡系统可靠度指标,提出快速计算尾矿坝系统可靠度指标的方法; （5）尾矿坝失稳机制对比分析,利用有限单元法、随机理论并结合强度折减技术,研究多级多层尾矿坝坝坡的不同失稳模式与机制,并通过模型试验进行对比验证。用重要性抽样方法和快速蒙特卡罗法及系统可靠度理论,提出考虑尾矿坝筑坝材料空间变异特性与浸润线随机变异特性的尾矿坝坝坡系统可靠度快速计算方法; （6）稳定性评价理论研究,系统分析各类尾矿坝的结构特征,揭示尾矿坝多维（空间和时间因素的四维）、多相（尾矿石、泥沙和水三相）、多层次（尾矿石跨尺度特征、尾矿坝多台阶、多拐点特点）的特殊工程体征,探索尾矿坝多维的演化规律、多相的相互作用、多层次的势能累积效应,揭示尾矿坝固流耦合变形、渐变损伤乃至动态失稳过程的力学机理,研究考虑其结构特征和动态失稳机制的最危险滑动面、搜索方法和失稳判据,建立其相应的力学模型,研制尾矿坝失稳预测方法,建立尾矿坝稳定性评价理论; （7）监测监控理论与技术研究,系统研究并优化尾矿坝安全监测监控方法,研究确定尾矿坝安全监测指标,进行实时监测; （8）安全预警理论体系研究,研究提出尾矿库安全的监测指标预警值,建立预警模型,修正尾矿坝多维、多相和多层次地质力学模型和预测预警模型,实现溃坝失稳过程可靠可视化;研究尾矿库溃坝风险分级指标体系,建立尾矿库溃坝事故风险评价和分级方法,提出尾矿库各级风险的预警值;利用神经网络等技术处理尾矿坝监测数据,预测出尾矿坝系统稳定性的变化趋势,研究科学的报警信息传输技术,如采用WIFI、ZIGBEE、GPRS等技术,并制定可靠的风险控制措施。