泥岩是露天煤矿沉积地层中较为常见的一种岩性,具有明显的遇水软化特性,使得泥岩夹层的存在通常会对顺倾边坡稳定性产生不良影响,给安全生产带来极大的威胁。解决软弱夹层边坡的稳定性问题对实现露天煤矿安全高效生产有着重要意义。而泥岩的易软化性质使得传统加固方式无法发挥较好的加固作用,所以本文从改变泥岩水理性质这一角度,通过电化学改性试验来提升泥岩的强度,改善其遇水软化的缺点。为了获得最佳改性效果,以抗剪强度为指标通过电化学实验探究了最佳电化学改性条件,确定了最佳的电解液和最佳电极材料。将改性试样与原状泥岩水理性质进行了对比分析发现,改性泥岩的液塑限、吸水特性、遇水软化性质等水理性质指标有了明显的改善。结合改性效果,从微观角度结合理论分析阐述了电化学技术对泥岩的改性作用机理,其加固效果是通过电渗驱动排水作用和电化学反应胶结作用实现的。为了探明电化学改性对泥岩宏观力学强度参数产生强化作用的机理,从泥岩颗粒的细观角度展开了研究。首先通过颗粒分析实验测试了泥岩的粒径组成,发现电化学改性能够有效排出黏粒组分,降低水敏感性。为了研究在PFC中的黏结模型细观参数,通过固结实验制作的试样,测试了泥岩的无侧限抗压强度,并在PFC中经过不断调整得到了符合物理实验现象和抗压强度的最终参数。改性试样的主要相关参数黏结黏聚力、黏结抗拉强度出现了较大幅度的增强。同时发现电渗排水的排水效果能够超过压力固结排水作用的极限。通过分析软弱夹层强度弱化对边坡稳定性的影响机理,结合含有相对隔水层边坡的渗流规律和受力状态分析,推导出了弱层顺倾边坡在水压力作用下的二维极限平衡状态安全系数表达式。通过建立FLAC3D简化边坡模型,分析了在弱层抗剪强度参数劣化过程中,各个塑性区逐渐扩展的变化规律,验证了边坡体破坏由量变向质变的渐进演化过程。结合弱层前缘优先破坏的发展规律,提出了加固位置并推导了加固后的受力状态和安全系数表达式。针对不同赋存状态的软弱夹层边坡提出了三种电极布置形式,作为初步的简易加固方案。在FLAC3D中建立了边坡的三维流固耦合模型,分析了在水压力作用下的边坡稳定性。同时结合电化学实验所得强度参数,对软弱夹层进行了5种不同长度的加固,通过分析边坡最大位移量和弱层剪应变值情况确定了合理的加固长度。该论文有图68幅,表8个,参考文献109篇。