尾矿库是我国矿业发展过程中较为重要的基础设施,它的发展对经济有着不可替代的地位。但是尾矿库是一个高势能的危险源,其位置一般修建在三面环山的沟谷内。尾矿库的安全运行状态对下游地区的基础设施与居民生活区域至关重要。由于尾矿库的堆积砂的种类分布不均匀,其坝体的力学性质便较为复杂,故对尾矿库溃坝泥石流的演进规律与拦挡导流防护措施的研究具有重要的意义。本文以某加高扩容尾矿库为原型,开展在排渗系统失效作用下的尾矿坝溃坝模型试验,并采用软件模拟与模型试验相结合的方法对泥石流溃决的淹没范围与拦挡导流防护措施对下游村庄的防护效果进行研究。主要工作包括:(1)对国内外尾矿库溃坝原因与机理相关研究成果进行学习,总结目前国内尾矿库模型试验与拦挡导流防控措施方面的研究进展。为本文模型试验相关工作的展开提供理论依据。(2)以某尾矿库加高扩容工程为例,对原型砂样开展物理土工试验,得到原型砂的物理力学参数。以相似准则为理论基础,选定合适的模型砂并确定其相关的相似指标与起动流速,为模型试验的开展提供数据资料。(3)依据现场设计资料在实验室内搭建尾矿库试验模型,开展因排渗失效导致的尾矿库溃坝试验。描述溃坝溃口形成的全过程,总结溃坝破坏机理。其主要破坏形式及机理为:管涌破坏、溢流侵蚀性破坏以及裂隙两侧塌陷机理。(4)以溃坝试验形成的溃口体积为溃体,通过布置不同形式的拦挡导流防护措施,研究尾矿库瞬间全溃情况下对下游地区的淹没范围,探讨拦挡导流防护措施的效果。(5)依据现有原型尾矿库设计资料,利用CFD模拟软件建立尾矿库溃坝三维模型,并对溃坝泥石流进行数值模拟,通过与物理试验结果比较。通过分析不同拦挡导流防护措施工况下溃决尾矿砂的淹没范围,进一步验证拦挡导流防护措施对下游村庄防护的效果。