一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统及其方法
阅读：362发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出的 尾矿 坝管涌破坏的情景构建系统及其方法，所述系统包括实时 基础 系统、 可视化 系统以及专家信息库；在数据提取、处理、建模到动画制作整个过程中，系统中的各个模 块 协调作用，处理效率极高；采用可视化技术，使灾害后果的呈现形象直观，即便是非本专业的人员也能对尾矿坝管涌破坏的过程进行细致详细的了解；在系统研究尾矿坝管涌破坏的原因、机理和过程的基础上，基于尾矿坝溃坝事故频繁发生这一现实背景，借助在线监测模块，构建尾矿坝管涌破坏的动画情景，准确模拟尾矿坝管涌破坏的全过程并采集破坏数据，对数据结果进行处理从而反向逆推出尾矿坝的实际工作参数，以便对尾矿坝管理部 门 提出针对性意见，有效解决突发的重特大安全事故。，下面是一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统及其方法专利的具体信息内容。
1.一种尾矿坝管涌破坏情景构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、数据采集和筛选：通过在线监测模块和勘查信息输入模块实现，并将影响尾矿坝管涌破坏的因素进行划分，剔除明显错误的数据；
步骤S2、输入、检查数据：将筛选后的数据进行检查，与正常运营数据进行对比，将波动幅度在±5％之内的数据视为正常数据，否则视为异常数据；
步骤S3、分析处理数据：基于尾矿坝管涌破坏的研究分析，将与管涌破坏过程无关的异常数据剔除，得到一系列影响尾矿坝管涌破坏的数据单元；
步骤S4、计算浸润线方程：根据浸润线求算模块、输入的尾矿坝监测信息与影响管涌破坏的异常数据，并计算此时的尾矿坝浸润线高度；根据筛选、检查后的数据进行浸润线高度求算；
步骤S5、尾矿坝稳定性计算：基于尾矿坝稳定性分析模块，利用瑞典条分法分析其稳定性，并借助专家信息库，综合评价尾矿坝的稳定状况；若尾矿坝稳定，则直接输出尾矿坝稳定的结果，若不稳定，则执行步骤S6，对管涌判定；
步骤S6、管涌判定：根据管涌发生的条件及特点、借助专家信息库判断管涌是否发生，若管涌没有发生，则直接输出尾矿坝渗透破坏但未发生管涌的结果，若管涌发生，则执行步骤S7；
步骤S7、情景构建、动画制作：若管涌发生，则结合尾矿坝阶段分析，对尾矿坝进行建模并利用虚拟现实技术模拟尾矿坝管涌破坏的过程，获取并利用破坏数据进行情景构建动画制作，输出动画结果，动画制作步骤具体如下：
步骤S71、构建尾矿坝管涌破坏基本模型，尾矿坝建模过程如下：
(1)模型框架的构建：根据输入的尾矿坝尺寸数据，建立尾矿坝基本框架，所述尺寸数据包括坝高、坝坡、坝宽及库水位高度；
(2)模型材质的填充：基于输入的尾矿砂的物理力学参数，将尾矿砂这一材质填充到尾矿坝模型框架中，根据尾矿砂的粒径范围分层填充到模型中；根据计算得到的浸润线高度，在尾矿坝模型框架中添加浸润线的高度信息；
(3)裂缝单元的输入：添加尾矿坝裂缝单元，将随机分布的裂纹图像的坐标应用于尾矿坝，与尾矿坝平面进行匹配，依次模拟尾矿坝内部天然存在的空隙、孔隙和裂隙；
步骤S72、动画场景制作；
步骤S73、施加影响因素；
步骤S74、尾矿坝管涌过程取图；
步骤S75、尾矿坝管涌破坏过程制作。
2.根据权利要求1所述的情景构建方法，其特征在于：所述步骤S72中，基于3Dmax进行动画场景制作，包括布置摄影机；设置灯光；选择背景。
3.根据权利要求1所述的情景构建方法，其特征在于，所述步骤S7中，尾矿坝阶段分析包括三个阶段，分别为渗流稳定阶段、尾矿坝局部破坏阶段和堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段。
4.根据权利要求1所述的情景构建方法，其特征在于，所述步骤S74中，尾矿坝管涌过程取图包括以下步骤：
(1)在渗流稳定阶段：对建立的模型施加应力场和渗流场，荷载和渗透力取尾矿坝正常工作承载力，对模型的发展变化选取关键点进行截图；
(2)在尾矿坝局部破坏阶段：匀速增大模型参数中的水力梯度，模型数据发生变化，发生管涌破坏，选取关键点进行截图；
(3)在堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段：随着水力梯度的增大，模型在堆积坝上出现管涌口，并持续变大，管涌口周围不断有裂缝产生，尾矿坝坝基失稳，发生整体失稳破坏，选取关键点进行截图。
一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统及其方法
技术领域
背景技术
[0002] 我国是矿业大国，矿业经济在国民经济中占有相当重要的比例，随之而来的是尾矿坝数量不断增加。由于尾矿料复杂的工程力学特性及特殊的构筑和运行方式，尾矿坝具有比水库大坝更高的溃坝风险。而且尾矿坝一旦溃决，其造成的危害是空前的，管涌是尾矿坝溃决的一种主要渗透破坏形式，由于管涌而造成的尾矿坝溃坝事故占总事故相当大的比例。
[0003] 传统“预测－应对”的方式在尾矿坝溃决事故应对中显得能力不足，它是在非常规突发事件发生前，就对其发生及发展进行预警预测，但由于很难对这一预警预测的准确性、及时性进行保证，暴露出我国安全生产领域的风险管控能力仍然处于较低水平，同时也暴露出我国应对特别重大生产安全事故的应急准备能力欠缺。合理的开展情景构建有利于加强应急管理，有效应对重大突发事件。针对由于管涌引起的尾矿坝溃坝这一重大突发事件，预先开展情景构建，为尾矿坝管涌做出及时应急措施具有重要意义。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对传统的“预测－应对”方式在尾矿坝事故应对中预警预测的准确性、及时性难以保证等缺陷，提出一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统及其方法，在管涌导致的尾矿坝溃坝事故发生前对事故进行情景构建，将定量与定性分析法相结合以解决突发的重特大安全事故。
[0005] 本发明是采用以下的技术方案实现的：
[0006] 一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统，包括用以获取尾矿坝渗流稳定性信息的实时基础系统、对尾矿坝管涌过程进行可视化处理的可视化系统以及专家信息库；所述实时基础系统包括在线监测模块、浸润线求算模块、勘查信息输入模块、尾矿坝稳定性分析模块以及稳定性评价模块；所述在线监测模块用于获得实时监测数据，所述监测数据包括坝体水平位移及竖向位移、库水位、干滩长度、安全超高、降雨量、库区影像；浸润线求算模块用以计算尾矿坝的浸润线埋深，浸润线求算模块和勘查信息输入模块将获得的数据传输到尾矿坝稳定性分析模块，勘查信息输入模块获得的勘查信息包括尾矿坝的坝型、尾矿坝的坡度、干滩长度、坝高、坝宽、泊松比、密度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量，以获取尾矿坝渗流稳定性分析模型，在该模型的基础上通过稳定性评价模块，结合专家信息库，综合评价尾矿坝渗流稳定性，获取渗流稳定性信息；
[0007] 所述可视化系统包括管涌破坏机理模块、管涌判定模块、管涌过程分析模块以及动画制作模块，所述管涌破坏机理模块用以分析尾矿坝破坏原因和机理信息，与渗流稳定性信息传输至管涌判定模块，结合专家信息库判断管涌发生与否，管涌过程分析模块用以分析尾矿坝管涌破坏过程，动画制作模块将尾矿坝溃坝过程进行可视化处理，然后以动画形式展示出来。
[0008] 进一步的，所述尾矿坝稳定性分析模块基于瑞典条分法分析尾矿坝渗流稳定性，计算得出尾矿坝的稳定安全系数。
[0009] 进一步的，所述管涌判定模块根据砂的不均匀系数Cu和级配来判定尾矿砂的抗管涌安全性，判断条件为：当d85/d15≤5,不会发生管涌，反之发生管涌；其中，d15与d85分别表示小于某粒径的土粒重量累计百分数为15％和85％时相应的粒径。
[0010] 进一步的，所述管涌判定模块根据康特拉契夫公式判定尾矿砂的抗管涌安全性，判断条件为：当i
[0011] 本发明另外还提出一种尾矿坝管涌破坏情景构建方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤S2、输入、检查数据：将筛选后的数据进行检查，与正常运营数据进行对比，将波动幅度在±5％之内的数据视为正常数据，否则视为异常数据；
[0014] 步骤S3、分析处理数据：由于并不是所有的异常数据都是尾矿坝管涌破坏的诱因，基于尾矿坝管涌破坏的研究分析，将与管涌破坏过程无关的异常数据剔除，得到一系列影响尾矿坝管涌破坏的数据单元；
[0015] 步骤S4、计算浸润线方程：根据浸润线求算模块，根据输入的尾矿坝监测信息与影响管涌破坏的异常数据，利用水力学法计算此时的尾矿坝浸润线高度；根据筛选、检查后的数据进行浸润线高度求算，避免了繁杂无用的计算过程，减小了计算量，提高了计算速度；
[0016] 步骤S5、尾矿坝稳定性计算：基于尾矿坝稳定性分析模块，利用瑞典条分法分析其稳定性，并借助专家信息库，综合评价尾矿坝的稳定状况；若尾矿坝稳定，则直接输出尾矿坝稳定的结果，若不稳定，则执行步骤S6，对管涌判定；
[0017] 步骤S6、管涌判定：根据管涌发生的条件及特点、借助专家信息库判断管涌是否发生，若管涌没有发生，则直接输出尾矿坝渗透破坏但未发生管涌的结果，若管涌发生，则执行步骤S7；
[0019] 进一步的，所述步骤S7中，动画制作步骤具体如下：
[0020] 步骤S71、构建尾矿坝管涌破坏基本模型；
[0021] 步骤S72、动画场景制作；
[0022] 步骤S73、施加影响因素；
[0023] 步骤S74、尾矿坝管涌过程取图；
[0024] 步骤S75、尾矿坝管涌破坏过程制作。
[0025] 进一步的，所述步骤S71中，尾矿坝建模过程如下：
[0027] (2)模型材质的填充：基于输入的尾矿砂的物理力学参数，将尾矿砂这一材质填充到尾矿坝模型框架中，根据尾矿砂的粒径范围分层填充到模型中，使尾矿砂在尾矿坝中呈现从上到下由粗变细的分布；尾矿坝包括初期坝和堆积坝，初期坝与堆积坝中尾矿砂的物理力学参数有所不同，则分别填充；根据计算得到的浸润线高度，在尾矿坝模型框架中添加浸润线的高度信息；
[0028] (3)裂缝单元的输入：添加尾矿坝裂缝单元，将随机分布的裂纹图像的坐标应用于尾矿坝，与尾矿坝平面进行匹配，依次模拟尾矿坝内部天然存在的空隙、孔隙和裂隙。
[0029] 进一步的，所述步骤S72中，基于3Dmax进行动画场景制作，具体过程如下：
[0030] (1)布置摄影机：在命令面板中单击目标摄影机面板,从而在顶视图中建立目标摄影机,调节目标摄影机使其成透视角度察看，从透视图中视图菜单选择目标摄影机视图,适当调整目标摄影机,使其摄影机镜头为35mm,以确定视图角度；
[0031] (2)设置灯光：在命令面板中选择灯光面板,在顶视图中尾矿坝的正前方建立一个泛光灯,在前视图中抬高泛光灯,使光线由前上方照下,再进入修改命令面板,调节光线的颜色为纯白色，选择摄影机视图,进行渲染观看光强弱,并反复调节泛光灯的强度,直到满意为止，之后,在顶视图中尾矿坝的后方再建立一个泛光灯,调弱泛光灯的强度,把尾矿坝阴暗面照亮；
[0032] (3)选择背景：在渲染下拉菜单中选择环境选项,在弹出的颜色控制面板中选择浅灰色为动画背景。
[0033] 进一步的，所述步骤S7中，尾矿坝阶段分析包括渗流稳定阶段、尾矿坝局部破坏阶段和堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段。
[0034] 进一步的，所述步骤S74中，尾矿坝管涌过程取图包括以下步骤：
[0035] (1)在渗流稳定阶段：对建立的模型施加应力场和渗流场，荷载和渗透力取尾矿坝正常工作承载力，以保证尾矿坝处于渗流稳定状态，然后对模型的发展变化选取关键点进行截图，用以制作动画；
[0036] (2)在尾矿坝局部破坏阶段匀速增大模型参数中的水力梯度，模型数据将发生变化，尾矿坝浸润线高度提高，堆积坝表面无鼓起、裂纹、渗水等异常状况，但坝内局部软弱部位已经形成管涌通道，发生管涌破坏，初期坝坝底有细砂流出，渗出水流变浑浊、流量变大且流速变快，选取关键点截图；
[0037] (3)在堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段：随着水利梯度的增大，模型在堆积坝上出现管涌口，并持续变大，管涌口周围不断有裂缝产生，管涌通道不断向上游扩展、延伸、连通，最终发展至上游，贯通上下游，尾矿坝坝基失稳，发生整体失稳破坏，坝体被冲毁，选取关键点截图。
[0038] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
[0039] 本发明所述的尾矿坝管涌破坏的情景构建系统及其方法，在数据提取、处理、建模到动画制作这整个过程中，该系统中的各个模块协调作用，处理效率极高；该系统采用可视化技术，使灾害后果的呈现形象直观，即便是非本专业的人员也能对尾矿坝管涌破坏的过程进行细致详细的了解；
[0040] 在系统研究尾矿坝管涌破坏的原因、机理和过程的基础上，基于尾矿坝溃坝事故频繁发生这一现实背景，借助在线监测系统，构建尾矿坝管涌破坏的情景构建系统，准确模拟尾矿坝管涌破坏的全过程并采集破坏数据，对数据结果进行处理从而反向逆推出尾矿坝的实际工作参数，然后便能对尾矿坝管理部门提出针对性意见，从而对既有尾矿库管理应急体系开展“压力测试”，进而查漏补缺，优化应对策略，完善预案，强化准备，将定量与定性分析法相结合有效解决突发的重特大安全事故。附图说明
[0041] 图1为本发明实施例1所述系统结构示意图；
[0042] 图2为本发明实施例2所述方法流程图；
[0043] 图3为图2中动画制作流程图。
具体实施方式
[0044] 为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0045] 实施例1，参考图1，本实施例提出一种尾矿坝管涌破坏情景构建系统，包括用以获取尾矿坝渗流稳定性信息的实时基础系统、对尾矿坝管涌过程进行可视化处理的可视化系统以及专家信息库；所述实时基础系统包括在线监测模块、浸润线求算模块、勘查信息输入模块、尾矿坝稳定性分析模块以及稳定性评价模块；所述在线监测模块用于获得实时监测数据，所述监测数据包括坝体水平位移及竖向位移、库水位、干滩长度、安全超高、降雨量、库区影像；浸润线求算模块用以计算尾矿坝的浸润线埋深，浸润线求算模块和勘查信息输入模块将获得的数据传输到尾矿坝稳定性分析模块，勘查信息输入模块获得的勘查信息包括尾矿坝的坝型、尾矿坝的坡度、干滩长度、坝高、坝宽、泊松比、密度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量，以获取尾矿坝渗流稳定性分析模型，在该模型的基础上通过稳定性评价模块，结合专家信息库，综合评价尾矿坝渗流稳定性，获取渗流稳定性信息；所述可视化系统包括管涌破坏机理模块、管涌判定模块、管涌过程分析模块以及动画制作模块，所述管涌破坏机理模块用以分析尾矿坝破坏原因和机理信息，与渗流稳定性信息传输至管涌判定模块，结合专家信息库判断管涌发生与否，管涌过程分析模块用以分析尾矿坝管涌破坏过程，将尾矿坝管涌破坏过程划分为3个阶段，动画制作模块将尾矿坝溃坝过程进行可视化处理，然后以动画形式展示出来。
[0046] 本实施例中，所述尾矿坝稳定性分析模块基于瑞典条分法分析尾矿坝渗流稳定性，计算得出尾矿坝的稳定安全系数，所述尾矿坝稳定性评价模块，根据求得的尾矿坝稳定安全系数，对照国家制定的安全标准，结合专家信息库评价尾矿坝稳定性，所述可视化系统是在综合研究尾矿坝管涌破坏原因机理的基础上，建模并采用虚拟现实技术在尾矿坝发生管涌破坏前，精确模拟事故发生的过程以获取破坏数据信息，以此制作破坏动画，警示世人。
[0047] 管涌破坏是尾矿坝渗流破坏的其中一种模式，因此需要根据管涌的发生条件及特点判断管涌的发生。本实施例提出两种判断方法：
[0048] ①工程经验法：工程中也用砂的不均匀系数Cu和级配来判别尾矿砂的抗管涌安全性，在砂的级配曲线中，用d15与d85分别表示小于某粒径的土粒重量累计百分数为15％和85％时相应的粒径，如果d85/d15≤5,则不会发生管涌。
[0049] ②理论方法：一般情况下认为发生管涌破坏的临界水力坡度为康特拉契夫公式：坝体溢水处水力坡降i可以 进行计算，其中，m为坡度系数，
求得某尾矿坝的水力坡降i后与管涌破坏的临界水力坡降icr比较，当i
求得某尾矿坝的水力坡降i后与管涌破坏的临界水力坡降icr比较，当i
[0050] 尾矿坝管涌破坏是一个持续性过程，因此需要进行时间轴压缩，理论上加快破坏过程，并将尾矿坝致灾因素作用效果放大，使之能导致坝体管涌溃坝，以此为基础进行后续工作，故而可增加放大模块；本实施例中，数据众多，相应的异常数据的检查与处理工作十分复杂，从获取的原始数据中通过筛选，并借助专家信息库，实现了大量无用数据的剔除，加快了处理速度。
[0051] 实施例2，本实施例提出一种基于实施例1所述系统的尾矿坝管涌破坏情构建方法。参考图2，包括以下步骤：
[0052] 步骤S1、数据采集和筛选：通过在线监测模块和勘查信息输入模块实现，并将影响尾矿坝管涌破坏的因素进行划分，剔除明显错误的数据；
[0053] 可视化还原的首要步骤是信息的采集和筛选，信息源分为动态信息源和静态信息源，动态信息源指的是在尾矿坝溃坝事故过程中不断改变从而影响溃坝过程的因素，包括水的渗流速度、尾矿砂的密实度、浸润线高度、库水位高度、降雨、地震；静态信息源指在尾矿坝溃坝事故过程中基本保持相对不变的因素，包括尾矿坝的坝型、尾矿坝的坡度、干滩长度、坝高、坝宽、泊松比、密度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量；
[0054] 步骤S2、输入、检查数据：将筛选后的数据进行检查，与正常运营数据进行对比，将拨动幅度在±5％之内的数据视为正常数据，否则视为异常数据；
[0055] 步骤S3、分析处理数据：由于并不是所有的异常数据都是尾矿坝管涌破坏的诱因，基于尾矿坝管涌破坏的研究分析，将与管涌破坏过程无关的异常数据剔除，得到一系列影响尾矿坝管涌破坏的数据单元；将影响尾矿坝管涌破坏的各个因素仔细划分，分清主要因素和次要因素。主要因素包括：水的渗流速度、尾矿砂的密实度、浸润线高度、库水位高度、降雨、地震、尾矿坝的坝型、尾矿坝的坡度、干滩长度。次要因素包括：坝高、坝宽、泊松比、密度、内摩擦角、粘聚力、弹性模量。
[0056] 步骤S4、计算浸润线方程：根据浸润线求算模块，根据输入的尾矿坝监测信息与影响管涌破坏的异常数据，利用水力学法计算此时的尾矿坝浸润线高度；根据筛选、检查后的数据进行浸润线高度求算，避免了繁杂无用的计算过程，减小了计算量，提高了计算速度；
[0057] 步骤S5、尾矿坝稳定性计算：基于尾矿坝稳定性分析模块，利用瑞典条分法分析其稳定性，并借助专家信息库，综合评价尾矿坝的稳定状况；若尾矿坝稳定，则直接输出尾矿坝稳定的结果，若不稳定，则执行步骤S6，对管涌判定；
[0058] 步骤S6、管涌判定：根据管涌发生的条件及特点、借助专家信息库判断管涌是否发生，若管涌没有发生，则直接输出尾矿坝渗透破坏但未发生管涌的结果，若管涌发生，则执行步骤S7；
[0059] 步骤S7、情景构建、动画制作：若管涌发生，则结合尾矿坝阶段分析，对尾矿坝进行建模并利用虚拟现实技术模拟尾矿坝管涌破坏的过程，获取并利用破坏数据进行情景构建动画制作，输出动画结果。
[0060] 本实施例中，情景构建以3DMAX为例进行介绍，如图3所示，所述步骤S7中，动画制作步骤具体如下：
[0061] 步骤S71、构建尾矿坝管涌破坏基本模型；
[0062] 步骤S72、动画场景制作；
[0063] 步骤S73、施加影响因素；
[0064] 步骤S74、尾矿坝管涌过程取图；
[0065] 步骤S75、尾矿坝管涌破坏过程制作。
[0066] 所述步骤S71中，尾矿坝建模过程如下：
[0067] (1)模型框架的构建：根据输入的尾矿坝尺寸数据，建立尾矿坝基本框架，所述尺寸数据包括坝高、坝坡、坝宽及库水位高度；创建命令面板、几何命令面板上标准几何体下拉菜单中不同的几何体创建按钮和合成创建物体按钮；修改命令面板中的编辑修改命令以及合成命令面板中布尔运算按钮等；根据坝高、坝坡、坝宽按照一定比例直接完成尾矿坝管涌破坏基本模型的构建。
[0068] (2)模型材质的填充：为了模拟尾矿坝实际情况，需对尾矿坝材料进行分层填充，因此需要构建不同材质及不同粒径的尾矿砂单元，然后按次序依次分层填充。
[0069] 具体的，首先进行材质编辑的运算，通过该过程给对象赋予材质,使其获得与现实情况相同的质感效果。具体步骤为：打开材质编辑器，选择材质球，打开图类型面板，选择位图类型，再选择尾矿砂材质图，勾选指定的材质，并将其分别赋予初期坝和堆积坝，该部分由单元集成程序来完成，将各个部分分别进行集成化处理，进一步处理图像数据，即在数据中添加深度的设置，使其成为一个参数化数据模型，并将其整合为尾矿坝类型的坝体模型。
[0070] 基于输入的尾矿砂的物理力学参数，将尾矿砂这一材质填充到尾矿坝模型框架中，根据尾矿砂的粒径范围分层填充到模型中，使尾矿砂在尾矿坝中呈现从上到下由粗变细的分布；尾矿坝包括初期坝和堆积坝，初期坝与堆积坝中尾矿砂的物理力学参数有所不同，则分别填充；根据计算得到的浸润线高度，在尾矿坝模型框架中添加浸润线的高度信息，添加水单元。
[0071] (3)裂缝单元的输入：添加尾矿坝裂缝单元，模拟尾矿坝实际情况，配合使用材质编辑程序与一个图像坐标的修改程序，将随机分布的裂纹图像的坐标应用于尾矿坝各层，与尾矿坝平面进行匹配，让裂纹图像尤其是一些细节的裂纹能够映射出来，并且还能以其原始的尺寸按一定的比例精准的投影到平面上。依次模拟尾矿坝内部天然存在的空隙、孔隙和裂隙。
[0072] 步骤S72中，动画场景的具体过程如下：
[0073] (1)布置摄影机：在命令面板中单击目标摄影机面板,从而在顶视图中建立目标摄影机,调节目标摄影机使其成透视角度察看，从透视图中视图菜单选择目标摄影机视图,适当调整目标摄影机,使其摄影机镜头为35mm,以确定视图角度；
[0074] (2)设置灯光：在命令面板中选择灯光面板,在顶视图中尾矿坝的正前方建立一个泛光灯,在前视图中抬高泛光灯,使光线由前上方照下,再进入修改命令面板,调节光线的颜色为纯白色，选择摄影机视图,进行渲染观看光强弱,并反复调节泛光灯的强度,直到满意为止，之后,在顶视图中尾矿坝的后方再建立一个泛光灯,调弱泛光灯的强度,把尾矿坝阴暗面照亮；
[0075] (3)选择背景：在渲染下拉菜单中选择环境选项,在弹出的颜色控制面板中选择浅灰色为动画背景。
[0076] 分析研究尾矿坝管涌破坏过程，将该过程分为三个阶段，即渗流稳定阶段、尾矿坝局部破坏阶段和堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段，步骤S74中，尾矿坝管涌过程取图包括以下步骤：
[0077] (1)在渗流稳定阶段：对建立的模型施加应力场和渗流场，荷载和渗透力取尾矿坝正常工作承载力，以保证尾矿坝处于渗流稳定状态，然后对模型的发展变化选取关键点进行截图，用以制作动画；
[0078] (2)在尾矿坝局部破坏阶段匀速增大模型参数中的水力梯度，模型数据将发生变化，尾矿坝浸润线高度提高，堆积坝表面无鼓起、裂纹、渗水等异常状况，但坝内局部软弱部位已经形成管涌通道，发生管涌破坏，初期坝坝底有细砂流出，渗出水流变浑浊、流量变大且流速变快，选取关键点截图制作动画；
[0079] (3)在堆积坝表面渗透破坏直至坝体整体失稳阶段：随着水利梯度的增大，模型在堆积坝上出现管涌口，并持续变大，管涌口周围不断有裂缝产生，管涌通道不断向上游扩展、延伸、连通，最终发展至上游，贯通上下游，尾矿坝坝基失稳，发生整体失稳破坏，坝体被冲毁，选取关键点截图制作动画。
[0080] 步骤S75中，尾矿坝破坏过程制作时：首先通过时间控制按钮,选择电视标准制式,在时间显示模式中选择当前帧数标记时间。在播放控制面板中选择实时选项,在动画开始时间处输入0，长度处输入300，作为本动画的最长帧数,结束时间输入300,在步幅中勾取选中对象；然后将动画帧数拖至0帧，将尾矿坝稳定阶段的截图插入，之后将选取的3个阶段的各个图片一帧一帧、依次插入时间轴，注意关键帧的处置；点击渲染场景按钮,在输出时间中选择范围为0～300帧,在输出尺寸上选择分辨率为800×600，单击输出文件按钮,在文件类型的下拉菜单中选择文件格式，选择摄影机视图并渲染即完成尾矿坝管涌破坏情景构建。
[0081] 本实施例中，尾矿坝模型根据数据参数进行构建时，初期坝与堆积坝的建模方式有差别，尾矿坝中尾矿砂的分布有明显分层现象，本发明根据尾矿砂的粒径分布范围分层填充到模型中，使尾矿砂在尾矿坝中呈现从上到下由粗变细的分布，实现了尾矿坝模型的精确构建。
[0082] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
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