排土场失稳将导致矿山土场灾害和重大工程事故,不仅影响到矿山的正常生产,也将使矿山蒙受巨大的经济损失。本论文以永平铜矿西部排土场为工程背景,对其稳定性问题进行了深入的研究。通过现场工程地质和水文地质调查得到了坡面产状、岩层分布情况等地质信息,在此基础上对典型区域岩土进行了物理力学性质试验研究,得到了排土场基岩、表土层和散体物料的物理力学强度参数,并对这些参数进行了工程处理,为下一步的滑坡力学分析提供数据基础。目前在对排土场进行稳定性分析时多采用边坡稳定的理论,因此迫切需要一种适合排土场特点的稳定性研究新方法。在假设分析对象为变形体的基础上,本文尝试采用目前在岩土工程界较为成熟的FLAC^3D数值模拟方法,并将其计算结果与传统极限平衡法计算所得结果进行对比分析研究。首先选取排土场边坡的典型断面,根据地质信息建立与实际情况基本一致的计算模型,然后分析边坡在当前排土高度状况下变形情况、安全系数和潜在滑移面位置。结果表明在现有堆载高度情况下,传统极限平衡法和FLAC^3D数值模拟方法计算所的安全系数值均大于1.25,边坡整体上处于稳定状态。增加排土场堆高可以提高排土场容积,但对土场稳定性提出了更高的要求,因此需要合理的确定排土场极限堆载高度。本文采用FLAC^3D数值模拟方法对排土场进行了分层堆载模拟,研究结果表明:随着堆载高度的增加,每一分层堆载所引起的边坡水平方向和竖直方向最大位移值都在逐渐增大;塑性区分布范围也随之逐渐扩大;安全系数值则逐渐减小。当堆载高度增加至128m时,安全系数值将减小至1.25左右。根据设计规范要求,允许稳定安全系数K值一般取1.25。因此确定排土场极限堆载高度为128m。