本发明涉及岩土工程，尤其是涉及一种尾矿坝浸润线分析方法。
背景技术：
1、尾矿库是由筑坝拦截或围地构成的、用以储存金属或非金属矿山尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是矿山的重要生产设施，其运行状况的好坏、风险水平的高低，与矿山的生产安全及周边居民的生命财产安全关系密切。因此世界各国在矿山建设中都非常重视尾矿库的建设和管理。据统计，溃坝事故占尾矿库事故的56％。渗流场对尾矿坝的安全稳定性起决定性作用，其中浸润线是渗透水流表面与坝体横断面的交线，其位置是评价坝体安全稳定性的重要指标。因此，浸润线也被称为尾矿库的“生命线”。积极开展尾矿坝安全浸润线研究，对于保障库区人民群众生命财产安全，促进矿区周边环境绿色、健康、可持续发展有重要意义。
2、abaqus是一套功能强大的工程模拟有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。在相关技术中，应用abaqus进行仿真分析时，由于更加关注于尾矿坝的渗流特性，包括渗流场，渗流路径以及浸润线的变化情况，更多的多采用单一土层进行分析，缺乏对土体种类、密实度、固结度及渗透系数等微观参数的考虑。而由于上述土体微观系数差异导致的土体分层以及基于上述分层对坝体浸润线准确度的影响等相关研究处于欠缺状态。
技术实现思路
1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
3、为此，本发明的实施例提出一种尾矿坝浸润线分析方法，该尾矿坝浸润线分析方法具有建模准确、分析结果更加符合实际情况的优点。
4、本发明实施例提供的尾矿坝浸润线分析方法包括以下步骤：
5、基于所要研究的尾矿坝土层结构创建分层模型，将创建的所述分层模型装配至abaqus仿真模型中；
6、基于仿真模型设置分析步；
7、基于仿真模型创建载荷及边界条件；
8、通过处理分析得到仿真结果。
9、根据本发明实施例提供的尾矿坝浸润线分析方法，可以根据地质勘测得到的尾矿坝土层结构数据建立真实的尾矿坝分层模型，并通过abaqus对得到的尾矿坝模型的浸润线进行仿真分析。依靠变化更加敏感的分层模型可以得到更加符合真实情况的尾矿坝浸润线。
10、在一些实施例中，基于所要研究的尾矿坝土层结构创建分层模型，将创建的所述分层模型装配至abaqus仿真模型中，包括：
11、根据土层种类和分布对其进行分层处理并创建所述分层模型，所述分层模型包括初期坝、堆积坝和基岩；
12、为所述初期坝、所述堆积坝和所述基岩创建相应的材料属性和截面属性；
13、将创建的所述分层模型装配到仿真模型中。
14、根据本发明实施例提供的尾矿坝浸润线分析方法，尾矿坝基于其建造步骤分为初期坝、堆积坝和基岩三部分，其中基岩是指用于建造该尾矿坝的原始地表，初期坝是指在该尾矿坝建造初期先建的、具有一定高度的坝。在尾矿坝建造过程中，一般先建一定高度的初期坝，待尾矿料堆积至各坝顶时，再向上逐级修建若干趾坝，直至设计库容所需达到的高度位置为止；上述尾矿料由水力冲填入库并形成堆积坝。
15、在一些实施例中，所述堆积坝由尾中砂层、尾细砂层、尾粉砂层和尾粉质粘土层组成，其中所述尾细砂层包括第一尾细砂层、第二尾细砂层和第三尾细砂层。
16、根据本发明实施例提供的尾矿坝浸润线分析方法，由于堆积坝是由尾砂逐步排泄堆积而成，在长时间自重沉积及颗粒运动后，其内部土层会出现分层并形成多种不同的土层，各个不同土层之间的分布情况较为复杂。
17、在一些实施例中，所述材料属性包括干密度、孔隙比、弹性模量、泊松比、渗透系数、内摩擦角和粘聚力中的多种。
18、在一些实施例中，所述堆积坝的材料属性还包括饱和度随基质吸力变化函数关系和渗透系数随基质吸力变化函数关系。
19、在一些实施例中，所述饱和度与基质吸力的函数关系如下：
20、
21、其中，sr为饱和度，si为残余饱和度，sn为最大饱和度，as、bs、cs为材料系数；
22、和/或，所述渗透系数与基质吸力的函数关系如下：
23、
24、其中，kw为渗透系数，kws为土体饱和时的渗透系数，ua、uw分别为土体中的气压和水压，aw、bw、cw为材料参数。
25、在一些实施例中，基于仿真模型设置分析步，包括：
26、创建初始分析步、自重力平衡分析步和降雨分析步；
27、在所述自重力平衡分析步中，对所述分层模型进行初始地应力平衡进行稳态分析。
28、在一些实施例中，基于仿真模型创建载荷及边界条件，包括：
29、创建载荷，所述载荷包括重力载荷和降雨载荷；
30、创建边界条件，所述边界条件包括，对所述分层模型远离所述初期坝的一侧及所述初期坝处设置横向约束，对所述分层模型底部设置横向和竖向位移。
31、根据本发明实施例提供的尾矿坝浸润线分析方法，在该仿真模型中，通过对其设置分析步、创建载荷以及边界条件，可以准确的模拟尾矿坝的浸润线分布情况，从而为尾矿坝的稳定性分析提供准确参考，有助于保障库区人民群众的生命财产安全。
32、在一些实施例中，所述重力载荷包括，对所述仿真模型设置重力作用，重力加速度为9.8m/s2；
33、所述降雨载荷包括，对所述仿真模型中的所述堆积坝和所述初期坝的坝坡及坝顶分别设置降雨载荷，在所述降雨开始后，针对完整的降雨过程的不同时间设置相同或不同的降雨强度来模拟降雨过程。
34、在一些实施例中，通过处理分析得到仿真结果，包括：
35、所述仿真结果包括边界孔隙水压值，所述边界孔隙水压值为0的等值线为浸润线。
1.一种尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，基于所要研究的尾矿坝土层结构创建分层模型，将创建的所述分层模型装配至abaqus仿真模型中，包括：
3.根据权利要求2所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，所述堆积坝由尾中砂层、尾细砂层、尾粉砂层和尾粉质粘土层组成，其中所述尾细砂层包括第一尾细砂层、第二尾细砂层和第三尾细砂层。
4.根据权利要求2所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，所述材料属性包括干密度、孔隙比、弹性模量、泊松比、渗透系数、内摩擦角和粘聚力中的多种。
5.根据权利要求4所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，所述堆积坝的材料属性还包括饱和度随基质吸力变化函数关系和渗透系数随基质吸力变化函数关系。
6.根据权利要求5所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，所述饱和度与基质吸力的函数关系如下：
7.根据权利要求1所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，基于仿真模型设置分析步，包括：
8.根据权利要求1所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，基于仿真模型创建载荷及边界条件，包括：
9.根据权利要求8所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，所述重力载荷包括，对所述仿真模型设置重力作用，重力加速度为9.8m/s2；
10.根据权利要求1所述的尾矿坝浸润线分析方法，其特征在于，通过处理分析得到仿真结果，包括：
