[发明专利]尾矿坝渗流场相似模拟试验系统的试验方法

权利要求书

1.一种尾矿坝渗流场相似模拟试验系统的试验方法，其特征在于，以弗劳德相似准则(Fr)p＝(Fr)m设计模型，其中p、m为下标，分别代表原型和模型，(Fr)p为原型弗劳德数，(Fr)m为模型弗劳德数，包括以下步骤：

(1)选取待模拟尾矿坝的垂直剖面；

(2)根据该尾矿坝的相关资料绘出该剖面的原型二维图；

(3)选择运动粘度比尺λv＝1、根据原型规模选取长度比尺λ_l，并根据弗劳德相似准则推导出渗流速度比尺渗流量比尺

(4)根据所选λ_l绘制该剖面的模型二维图；

(5)根据模型二维图制作相似模拟试验系统：包括尾矿坝模型和辅助结构，尾矿坝模型包括初期坝和后期坝，辅助结构包括试验台、外边框、测压管；尾矿坝模型设置于试验台上；尾矿坝模型被外边框四面围挡，被围挡的四面是底面、后期坝一侧面及两个横断面，初期坝一侧面及顶面不进行围挡；测压管间隔垂直排布在尾矿坝模型中，且位于同一个横断面上；所述尾矿坝模型由分层注水筑坝法建造而成；制作模型的外边框，外边框选用有机玻璃材料，裁出模型边框的前后两面、底面、左立面，将这四个平面用胶粘牢；在外边框的前面的有机玻璃的左边和底边粘上纸尺，建立直角坐标系；将外边框固定在试验台上，安装时保证外边框不倾斜；在外边框的前面的有机玻璃内侧，从坐标原点开始，等间距设置测压管；测压管的下端口用纱布缠住，下端口顶在外边框的底面；测压管的高度不能小于水位线高度；在外边框的左立面的水位线位置安装溢流管，使注水时水位线保持恒定；在外边框的左立面的水位线的上方位置安装供液管，通过水泵供水；在模型的右下侧安装一支漏斗，下方放置量筒；

(6)打开水泵、供液管阀门，向尾矿坝模型内均匀注水，加至与水位线齐平，齐平后开始计时，每隔一段固定时间t记录量筒读数v_n，并用相机拍摄测压管水位以记录所有测压管在同一时间的水位值h_ni，其中n＝1,2,3…,n，代表记录的次数，i＝1,2,3…,i，代表测压管的编号；

(7)模型数据计算：根据上一步记录的数据计算模型渗流量并求取平均值根据渗流量计算模型渗流速度并求取平均值计算测压管水位平均值式中b是模型的厚度；

(8)原型数据处理：根据渗流量比尺求得原型渗流量根据渗流速度比尺求得原型渗流速度根据长度比尺求得原型坝体内各位置水位高度根据以上数据绘制原型浸润线位置图，其中是试验中测压管测出尾矿坝在该位置的水位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中二维图中包括：初期坝几何形状、各级子坝几何形状、干滩位置、水位线位置，且尾矿坝底边的长度为坝高的4-5倍。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中λ_l取30-100。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，时间t为5分钟，并连续记录2小时。