在矿区有大量的尾矿砂边坡,一旦失稳将造成重大的经济损失和人员伤亡。通常这些边坡中上部的尾矿砂是非饱和的,而下部的尾矿砂是饱和的,但工程中常用饱和土体理论来分析评价尾矿砂边坡的稳定性,这与实际是不相符的。本文以江西赣州某矿的尾矿砂为试验对象,开展了非饱和尾矿砂的土-水特征试验及其边坡稳定性的相关研究,具体内容及成果如下:(1)测定尾矿砂的基本物理参数,开展非饱和尾矿砂的土-水特征曲线试验,分析了不同因素(干密度、粒径)对尾矿砂土-水特征曲线的影响;利用F-X模型和V-G模型对试验数据进行拟合,得到了非饱和尾矿砂的土-水特征曲线方程。(2)基于以上得到的土-水特征曲线方程,建立了非饱和尾矿砂的抗剪强度计算公式;通过不同含水率的尾矿砂直剪试验得到其抗剪强度,并与公式计算的抗剪强度对比,结果较为一致。(3)考虑浸润线以上尾矿砂的基质吸力,利用非饱和尾矿砂的抗剪强度公式计算其强度,提出了非饱和尾矿砂边坡的最小势能稳定性分析方法,并分析了浸润线、基质吸力以及干密度对尾矿砂边坡稳定性的影响。(4)针对一尾矿砂边坡算例,以非饱和尾矿砂的抗剪强度公式计算其强度,运用ABAQUS软件分析其稳定性,得到不同含水率下尾矿砂边坡的安全系数,并通过拟合得到了含水率与安全系数的函数关系。通过对比分析最小势能法与ABAQUS的分析结果,二者得到的临界滑动面、安全系数基本一致。