DB13 T 5181-2020 尾矿库溃坝泥石流数值模拟技术规程.pdf

1、ICS 27.140 P 55 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5181 2020 尾矿库溃坝泥石流数值模拟 技术规程 2020 - 03 - 25 发布 2020 - 04 - 25 实施 河北省市场监督管理局 发布 DB13/T 5181 2020 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省水利厅提出并归口。 本标准起草单位：石家庄铁道大学 、 河北铜源矿山工程设计有限责任公司 、河北省水利工程局、 河北省水利科学研究院、 石家庄市 滹滏 工程 有限公司、中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 。 本标准主要起草人：张力霆、张少雄、齐清兰

2、王树、 滕志国、 朱永涛、高翔、李平、盖明亮、 王惠 卿、陈晓东、 张荣伟、王晶晶、周玎、郎俊彪、李刚、 马文君、 薛媛、任锦朝、刘建辉、韩超、 史秋波、 刘雅帆、 李光兆 、王君、何小军、周辉、贾玉霞、 孔庆慧、 杨月天、李阔、齐荣浩、崔丽分、 霍志久、王超。 DB13/T 5181 2020 1 尾矿库溃坝泥石流数值模拟技术规程 1 范围 本标准规定了尾矿库溃 坝泥石流数值模 拟的基础理论、研究内容、成果分析与报告编写 等内容 。 本标准适用于山谷型、傍山型、截河型和平地型等尾矿库溃坝泥石流的数值模拟，并可供土石坝、 贮灰场等类 似工程溃坝泥石流数值模 拟参考。 2 规范性引用文件 下列

3、标准对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件标准，仅注日期的版本适用于 本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 标准。 DB13/T 2514 尾矿库溃坝模型试验技术规程 3 术语和定义 DB13/T 2514界定的和下列术语、定义适用于本文件。 3.1 尾矿库溃坝泥石流数值模拟 numerical simulation of debris flow in dambreak of tailings pond 以重力为主要动力因素，研究尾矿坝体由于各种因素发生溃决形成泥石流运动的数值 模拟 。 3.2 淹没范围 inundated aera 尾矿库溃坝泥

4、石流所覆盖的范围。 3.3 淹没厚度 inundated thickness 尾矿库溃 坝泥石流的堆积厚度。 3.4 演进流速 evolution veolocity 尾矿库溃坝泥石流演进过程中的速度。 3.5 冲击力 impact force 尾矿库溃坝泥石流冲击在固体边壁时的作用力。 DB13/T 5181 2020 2 3.6 泥石流防控措施 protection and control measure for debris flow 能够避免或减缓溃坝泥石流对保护区域侵害的各种型式的措施。 4 资料准备 4.1 进行溃坝泥石流数值模拟时应收集设计、施工相关资料，重点包括： a) 尾矿库

5、等别； b) 初期坝设计资料； c) 堆积坝设计资料； d) 排水系统（包括排洪系统和排渗系统）； e) 调洪演算； f) 其他。 4.2 进行 溃坝泥石流数值模 拟时应收集地形资料， 包括 ： a) 尾矿库库区地形图，比例不小于 1:2000； b) 尾矿库周边区域地形图，比例不小于 1:2000； c) 尾矿库库区及周边相关设施布置图，比例不小于 1:2000； d) 其他。 4.3 进行溃坝 泥石流 数值模拟时应收集地质资料， 包括 ： a) 尾矿库区域地质资料； b) 尾矿库库区 工程 地质资料； c) 坝址处岩土的物理力学指标； d) 其他。 4.4 应收集尾矿库所处区域水文、气象资

6、料（洪水、降雨、降雪 、风速、气温和冻土深度等）。 4.5 应收集尾矿料物理力学特性资料（密度、密实度、粒径级配、渗透系数、抗剪强度指标等）。 4.6 应收集尾矿库下游相关城镇及重要设施的地理与分布位置等资料。 4.7 认真分析、整理所收集的资料，必要时进行项目现场复核工作。 5 溃 坝泥石流数值 模拟 5.1 模拟方法 5.1.1 溃坝泥石流宜采用粘性宾汉流体进行模拟。 5.1.2 数值模拟应采用三维模型，以反映真实的地形和泥石流运动。 5.1.3 模型求解方法宜采用有限差分法、有限体积法、有限元法等计算方法。 5.2 网格划分和边界条件 DB13/T 5181 2020 3 5.2.1 计

7、算网格可采用结构网格和非结构网格，应覆盖所研究区域，并统筹考虑模拟精 度和计算效率。 5.2.2 计算网格应能反应尾矿库特征和地形变化情况，对重点区域网格应适当加密。 5.2.3 必要时应进行网格敏感性分析。 5.2.4 采用粘性宾汉流体理论计算溃坝，初始条件应给定溃坝区域，下游边界条件应给定自由出流。 5.3 计算方案 5.3.1 根据坝体设计资料和洪水设计资料，分析可能出现的溃坝模式。 5.3.2 根据坝体材料性质，可采用瞬时全溃或逐步溃决方式进行计算。 5.3.3 根据尾矿库实际情况，可选取不同堆积标高进行溃坝模拟。 5.3.4 对溃坝泥石流防控措施方案合理性进行验证 。 5.4 成果分

8、析 5.4.1 应对各种工况的数值模拟进行成果分析。 5.4.2 应对计算成果进行可靠性和合理性分析，必要时 与模型试验进行对比验证。 5.4.3 计算结果应包括下列内容： a) 泥石流的演进过程； b) 特征断面的泥石流变化过程； c) 特征点的泥石流变化过程 ； d) 防控措施对泥石流的防控效果。 6 报告编写 6.1 数值模拟应提交纸质研究报告和相关电子文档等成果。 6.2 报告主要内容应包括： a) 工程概况 ； b) 研究目的、研究内容及任务； c) 技术路线和方法； d) 模拟方案设计； e) 模型建立与验证； f) 成果分析； g) 结论与建议。 6.3 报告应按规定履行审查审批程序。 _