考虑逐步崩解的尾矿库溃坝运动距离预测模型研究

《Scientific Reports》：A predictive model for the sliding distance of tailings dam breaches incorporating progressive failure and energy conservation

　　尾矿库溃坝的运动距离是界定灾害影响范围的核心参数，也是全球地质灾害防治研究的前沿挑战。现有的预测方法多依赖经验公式或复杂的数值模拟，缺乏兼具明确物理机制与工程实用性的解析模型。本研究将滑坡运动分解为加速和减速两个阶段，引入崩解系数$\lambda_{1}$和$\lambda_{2}$来量化滑动体在这两个阶段逐步崩解过程中的能量耗散。进一步，通过将刚体能量平衡关系与经验崩解系数$\lambda_{1}$相结合（该系数经两组物理模型试验和PFC2D数值模拟进行标定），并辅以利用试验数据修正的残余内摩擦角$\theta$，建立了滑坡运动距离的逐步崩解预测模型。以陕西省镇安金矿尾矿库溃坝事故为案例进行验证，计算结果落在合理的误差范围内。以该工程案例为基准，对各参数在±50%范围内进行全局连续扰动敏感性分析，揭示了关键参数对运动距离的非线性调控效应。结果表明，与其他计算方法相比，该模型的预测结果偏向保守，适用于溃坝灾害的快速初步评估。本研究为尾矿库溃坝的风险分区划分和应急策略制定提供了理论支撑。