截止到2015年底,我国尾矿库共计8869座,其中“头顶库”共1425座,尾矿库数量位居世界前列。尾矿库作为矿山工程最重要的一部分,具有势能高、危险性大、事故后果严重度高等特点。根据历年尾矿库事故成因分析,坝体失稳事故约占尾矿库事故总量的60%以上,采取有力措施降低尾矿坝失稳事故已迫在眉睫。本文从尾矿坝失稳物理机理及数值仿真方法两方面开展研究,提出了尾矿坝失稳致灾因素,分析了洪水漫顶溃坝演进规律,对比分析了离散元法和极限平衡法的边坡稳定性系数与抗剪强度变化规律。结论如下:(1)在统计全球较大尾矿库事故及成因,对比我国与其他发达国家在尾矿库安全管理工作中的特点和差异的基础上,依据尾矿库失稳结果不同的演化规律,分析了浅层滑动、深层滑动、整体滑动和折线形滑动四种尾矿库滑动模式的致灾因素,综合分析提出了尾矿坝失稳致灾因素;(2)模拟了尾矿坝洪水漫顶溃坝试验,研究了坝体垮塌过程中溃口的发展规律。结果表明,坝体溃口的发展程度取决于漫顶水流侵蚀作用,下泄流量曲线受水流侵蚀及溃口扩展的双重影响,随着冲刷速度增高溃口扩大出现泄流量骤升,水流冲刷速度降低溃口稳定则下泄流量缓慢下降最终趋于稳定;(3)离散元法和极限平衡法的边坡稳定性系数与抗剪强度变化规律存在一致性,即前期抗剪强度值降低幅度较小时,边坡稳定性系数下降阶段出现一定浮动,抗剪强度值降低幅度增大后,边坡稳定性系数与抗剪强度变化呈现明显的线性关系。尾矿坝失稳事故可能出现于尾矿库全生命周期的各个阶段,失稳致灾因素的提出、稳定性系数变化规律的研究对提高尾矿坝边坡安全生产管理技术含量,预防重特大尾矿库事故的发生,具有显著的社会效益。