主要从事城市地下空间基础工程相关的科研工作，近年来发表学术论文二十余篇，SCI/EI收录5篇，主持承担省级科技计划项目1项，主要成员参与包括国家科技重大专项、国家自然科学基金项目及中国科学院重点部署项目等4项。代表性课题：（1）江西省教育厅科研项目，堤防依坡堆积体滑坡稳定性及其安全系数分析和应用研究；（2）中国科学院重点部署项目，堆积体动力特性与边坡地震响应特征研究；（3）国家自然科学基金项目，卸荷作用下含气砂灾变失稳机制与变形演化特征研究。代表性论文：（1）田海，孔令伟等. 降雨条件下松散堆积体边坡稳定性离心模型试验研究[J]，2015，36（11）：3180-3186；（2）田海，孔令伟等. 基于粒度熵概念的贝壳砂颗粒破碎特性描述[J], 岩土工程学报，2014, 36（6）：1152-1159；（3）孔令伟，田海等. 堆积体的动力特性与地震边坡变形特征[C]. 中国力学大会，2015.

研究背景及现状

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存金属非金属矿山矿石选别后排出的尾矿的场所，它是维持矿山正常生产的必要设施，也是金属非金属矿山的重大危险源。

迄今为止，世界上正在使用的各类尾矿库超过2万座，而我国就有1.2万多座，其中不乏危库和病库。尾矿库一旦溃坝会形成大规模的尾矿泥石流。尾矿泥石流具有高势能、流速快的特点，对下游破坏力极强，可摧毁房屋村庄树木，破坏各种公共交通设施，尤其是严重危害下游居民的生命安全。由于尾矿泥石流是由粒径较小的尾矿砂组成，并且尾矿库所处山区地形较陡，它所形成的泥石流比一般砂石泥石流流动距离更远，破坏力更强。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。因此，针对我国尾矿库安全日益严峻的形势，结合实际工程研究尾矿库坝体溃决及泥石流演进具有重要意义。

研究内容

项目主要以福建某实际工程为研究对象，针对尾矿坝灾害防治的关键科学问题——尾矿库溃坝灾害的影响范围，采用三维数值模拟仿真结合物理模型实验的研究方法，利用Voellmy碎屑流运动理论对尾矿库溃坝运动全过程的进行三维仿真分析，综合运用岩土力学、流体力学与碎屑体运动力学的相关理论，研究尾矿库溃坝灾害对下游的影响范围，建立预测尾矿坝漫顶溃坝过程的三维数值分析模型，通过对比已有工程的尾矿坝溃坝事故验证该模型的正确性。

研究目标

预期研究成果将会为后期该尾矿库工程的设计及运营管理提供建议，为该工程的安全与环境提供技术支撑。为我国尾矿坝重大灾害预测预警提供参考，为我国尾矿坝的灾害防治及安全运行管理提供科学依据，并改善我国尾矿坝的安全运行不容乐观的现状，推动我国金属矿山行业的可持续发展，并对水力冲填坝及水库大坝的溃坝研究有着较高的学术参考价值。

研究思路

掌握尾矿库溃坝灾害的影响范围是进行灾害防治及预测的基础。在查阅国内外文献的基础上，本项目拟采用模型实验和数值模拟相结合的研究方法，研究尾矿库溃坝对下游造成的影响。试验过程考虑洪水漫顶溃坝、堆积坝滑坡溃坝及渗流破坏溃坝三种不同的工况。对比模型试验研究，估算尾矿库在假定溃坝情况下对下游各重要设施影响的观测结果。采用三维数值模拟分析，建立不同工况情况下的尾矿库溃坝数值模型，与实体模型试验进行对比分析，优化相关数值计算参数。分析尾矿库溃坝的主要原因，找出引起溃坝的决定因素。

创新点

（1）建立复杂地形条件下上游法尾矿坝漫顶溃坝数字地质模型，该模型以数字高程模型（DEM）为依托，结合GIS技术创建大型三维数据模型；

（2）首次将Voellmy碎屑流运动理论应用于分析尾矿库溃坝对下游的灾害影响范围；

（3）对比物理模型试验研究尾矿库溃坝灾害和溃坝泥石流演进规律。

申请者所在单位南昌工程学院从各方面大力支持大学生创新科学研究，引进各种先进实验设备，提供充分配套资金，为创新项目的实施进展提供了良好的环境。项目依靠省重点实验室、省级重点学科平台，有指导教师相关纵、横向课题的研究支持，项目组成员有保障的时间从事试验、研究工作，满足项目人力需求，使项目的高质量完成得到保障。

本项目以福建某尾矿库工程为研究对象，针对尾矿坝灾害防治的关键科学问题——尾矿库溃坝灾害的影响范围，利用Voellmy碎屑流运动理论对尾矿库溃坝运动全过程的进行三维仿真分析，研究尾矿库溃坝灾害对下游的影响范围，建立预测尾矿坝漫顶溃坝过程的三维数值分析模型，通过对比已有工程的尾矿坝溃坝事故验证该模型的正确性。预期研究包括以下几点：

（1）创建复杂三维数字地形模型技术；

（2）多工况尾矿坝溃坝碎屑流运动过程数值计算模型的建立及参数敏感性研究；

（3）对比尾矿坝溃坝过程物理模型试验监测结果揭示其溃坝机制，并相应提出合理的防治对策。

成果将形成典型尾矿坝碎屑体溃坝过程数值分析工程研究报告，其中关键技术发表科研论文2-3篇。

（1）测试化验加工费

模型试验监测用高清摄像机、孔压传感器等设备租赁费用700元；

建立数字地形计算机模型费用800元；

基于Voellmy碎屑流运动理论的有限差分计算软件数值模拟分析费用4000元；

（2）劳务费

项目组成员学生5名，劳务费用300元/人，合计1500元。

（3）调研、差旅费

项目组成员5人次600*5=3000

以上项目经费合计10000元。