[发明专利]基于三维建模的尾矿库渗流计算方法

权利要求书

1.基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将尾矿库地形图中高程点坐标导入MIDAS GTS NX中生成三维曲面，得到尾矿库三维地表图形；

步骤2、通过Auto CAD将尾矿库设计图中的坝体线框导入MIDAS GTS NX中扩展生成实体，采用步骤1得到的尾矿库三维地表图形切割实体得到尾矿库三维坝体模型；

步骤3、根据勘察钻孔的坐标和不同地层的深度建立各个地层的分界曲面，由步骤1得到的尾矿库三维地表图形和各个地层的分界曲面扩展分割生成三维地层模型；

步骤4、对步骤2得到的尾矿库三维坝体模型和步骤3得到的三维地层模型赋予材料参数并进行网格划分使得所有节点耦合，网格划分完毕后对网格进行属性匹配；

步骤5、添加网格和渗流边界条件至分析工况模型进行渗流计算，提取渗流计算结果。

2.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤1具体为：在AutoCAD中将尾矿库地形图中200个以上高程点的坐标导出至Excel表格中，再将高程点坐标导入MIDAS GTS NX中生成三维曲面，该三维曲面即为尾矿库三维地表图形。

3.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤2具体为：通过AutoCAD仅保留尾矿库设计图中的坝体线框，再将线框导入MIDAS GTS NX中，将坝体线框做延伸使线框两端穿过尾矿库三维地表图形，采用两点矢量方法将线框按照顺序依次扩展成面，再将扩展生成的面沿竖直方向进行扩展生成实体，实体底部低于三维地表面图形，最后用三维地表面图形切割生成的实体，将三维地表面图形以下部分实体删除，仅保留三维地表面图形以上部分，得到尾矿库三维坝体模型。

4.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤3具体为：根据勘察钻孔的坐标和不同地层的深度建立各个地层的分界曲面，根据各个钻孔处岩层的风化程度将三维地表面图形沿竖直方向扩展生成实体，实体底部低于最下方地层的分界曲面，再用各个地层的分界曲面对三维地表面图形扩展生成的实体进行切割，得到三维地层模型。

5.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤4中赋予的材料参数包括容度、渗透系数和贮水率。

6.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤4中进行网格划分具体为：将尾矿库三维坝体模型各个部分与三维地层模型进行印刻连接处理。

7.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤4中网格划分完毕后建立网格属性并对网格进行属性匹配，具体为：建立网格属性为3D属性，网格命名与材料保持一致，材料选择为与网格对应的实体材料，材料坐标系设置为整体直角。

8.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤5中的渗流边界条件包括上游边界条件和下游边界条件，上游边界条件根据干摊后方实际水域在分析工况模型中对应部位施加，边界设置为节点水头，水头高度采用与实际工况相匹配的总水头或压力水头；下游边界条件为自由出流边界，施加方式为节点施加。

9.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤5中的分析工况模型设置为稳态渗流。

10.如权利要求1所述的基于三维建模的尾矿库渗流计算方法，其特征在于，所述步骤5中的渗流计算结果包括渗流流量、渗流流线、渗流流速、渗流范围以及浸润面，渗流流量采用下式进行计算：

式中：为第一个平面单元；为第n个平面单元；为平面单元外法向渗透系数；为水力坡降；为单元的面积。