基于动态贝叶斯网络与随机有限单元法的尾矿库安全可靠性评价

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51874268
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0408.安全科学与工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The accurate evaluation of tailings dam stability is an important basis for ensuring the safe operation and construction of tailings dam. However, the factors affecting the stability of the dam, such as the particle distribution of tailings, the height of wetting line, and the mechanical properties of tailings, have complex interactions and these interactions cannot be expressed quantitatively by mathematical functions. Therefore, the uncertainty of the basic data of dam stability assessment will significantly reduce the accuracy of the evaluation results. Based on many assessment data to tailings dam stability, the project will carry out similar simulation experiments to investigate the correlations among factors above. Then, a dynamic Bayesian network (DBN) model based on Bayesian theory is established to optimize the basic data of the stability analysis of the tailings dam. And a machine learning method is proposed to calculate the conditional probability relationship among each node variables in DBN model. Output data of DBN work as the input data of the newly developed model based on stochastic finite element method for the calculation of the dam stability. Finally, an early warning system of tailings dam instability would be established. This study not only enrich the interrelationship between the factors affecting the instability of tailings dam but also develop the slope safety evaluation algorithm model, which has important theoretical and practical implications for the safe operation of the tailings dam and slope stability assessment techniques.
尾矿坝稳定性的精确评价是确保尾矿库安全修筑运营的重要依据。然而,影响坝体稳定性的各因素,如尾矿库颗粒分布、浸润线高度、尾矿力学性质等,具有复杂的相互作用,且这些作用难以用具体的数学函数关系来定量表达,以致尾矿坝稳定性评价基础数据的不确定性,将显著降低评价结果的准确性。为此,本项目拟在收集大量尾矿坝稳定性评价数据基础上,开展影响尾矿坝各因素间关联性相似模拟试验。而后,基于贝叶斯理论建立用于优化尾矿库稳定性分析基础数据的动态贝叶斯网络(DBN)模型,并提出实现DBN模型中各节点变量间的条件概率关系的机器学习方法。同时,以DBN输出结果为依据,基于随机有限单元法,建立一种尾矿库稳定性评价强度折减模型,并构建基于该模型与评价方法的尾矿库早期失稳的预警系统。本研究成果不仅丰富了尾矿库失稳影响因子的相互关系,且发展了边坡安全性评价算法模型,对于促进尾矿库安全运营,发展边坡稳定性评价技术均具有重要的理论

结项摘要

中国作为一个矿业大国,现有尾矿库 8000 余座,居世界第一。尾矿坝的安全是矿山安全研究中非常重要的一部分,而尾矿坝稳定性研究是其中最主要的研究方向之一。然而,影响坝体稳定性的各因素不确定性高、关键因子的预测准确度低、尾矿坝失稳破坏机理不明确等极大影响了尾矿坝安全性研究。本项目首先对边坡现场进行取样,建立室外大型相似物理模型试验和室内尾矿坝溃坝实验,通过实验获取了边坡溃坝机制,依据实验结果对边坡稳定性因子进行了多因素动态分析;而后,通过建立动态贝叶斯理论模型降低了尾矿边坡稳定性影响因子的不确定性,实现了对尾矿坝浸润线的预测和估计;然后提出了更加准确评价尾矿边坡稳定性的随机理论模型;最后利用研究成果在边坡现场建立了安全监测预警系统。此项目可为尾矿坝溃坝行为预测和防灾减灾提供理论和实践依据。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
A Novel Hybrid Method for Landslide Susceptibility Mapping-Based GeoDetector and Machine Learning Cluster: A Case of Xiaojin County, China
基于地理探测器和机器学习集群的滑坡敏感性测绘新型混合方法:以中国小金县为例
  • DOI:
    10.3390/ijgi10020093
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ISPRS INTERNATIONAL JOURNAL OF GEO-INFORMATION
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xie Wei;Li Xiaoshuang;Jian Wenbin;Yang Yang;Liu Hongwei;Robledo Luis F.;Nie Wen
  • 通讯作者:
    Nie Wen
洪水工况下某尾矿坝溃坝试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    安全与环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何文;陈豪;郑场松;汤紫凯;林凤翻
  • 通讯作者:
    林凤翻
导波技术在尾矿库溃坝监测领域的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    江西理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林凤翻;何文;郑场松;秦政
  • 通讯作者:
    秦政
Automatic recognition of erosion area on the slope of tailings dam using region growing segmentation algorithm
区域生长分割算法自动识别尾矿坝边坡侵蚀区域
  • DOI:
    10.1007/s12517-022-09746-4
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Arabian Journal of Geosciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qihang Li;Jiabo Geng;Danqing Song;Wen Nie;Pooya Saffari;Jiangtong Liu
  • 通讯作者:
    Jiangtong Liu
排土场滑移失稳次声信号特征研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    有色金属科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李深海;何文;林凤翻;郑场松
  • 通讯作者:
    郑场松

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其他文献

含瓦斯煤岩剪切破断过程中裂纹演化及其分形特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许江;张超林;冯丹;聂闻
  • 通讯作者:
    聂闻
三轴应力条件下温度对原煤渗流特性影响的实验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许江;张丹丹;彭守建;聂闻;王雷;陈宇龙
  • 通讯作者:
    陈宇龙
单轴压缩砂岩水力压裂力学特性试验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    重庆大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨红伟;许江;聂闻;林骏
  • 通讯作者:
    林骏
基于巴西劈裂试验的岩石应力–应变曲线荷载速率依存性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭守建;陈灿灿;许江;张海龙;汤杨;聂闻;赵开
  • 通讯作者:
    赵开
渗流水压力分级加载岩石蠕变特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨红伟;许江;聂闻;彭守建
  • 通讯作者:
    彭守建

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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