降雨特别是台风暴雨是影响排土场边坡稳定性的主要因素,矿山排土场的稳定性的研究与滑坡的防治,是矿山安全生产的综合问题,又关系到环境保护与生命财产安全的问题。排土场若失稳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。因此,开展降雨影响下排土场边坡渗流特征及稳定性分析研究,具有重要的科学理论意义与工程实际价值。本文以福建省某排土场边坡为工程背景,在掌握排土场工程地质水文条件和废弃物料的颗粒级配曲线的基础上,建立了适用于研究区的室内排土场边坡物理模型,通过室内降雨模型实验,结合数值模拟、理论分析,研究排土场边坡于堆置过程中在不同降雨雨强与堆置完毕后不同降雨雨型的破坏形式以及降雨过程中坡体的含水率、孔压、破坏形态变化特征。研究获得的主要成果如下:(1)通过对研究区现场工程地质水文地质调研与资料收集与分析,获得研究区排土场地形、地貌、废弃土石性质、水文地质等条件,以及研究区排土场边坡采用由低台阶向高台价水平分层覆盖的排放方式。(2)开展了研究区排土场废弃物料粒径组成规律研究,通过室内筛分与现场直接测量得到了 600m平台与580m平台在不同高度测试点的粒径组成特点,随着高度的提升,中间粒径、平均粒径、粗料含量等特征线性减小,且高程越高,颗粒越细。(3)根据研究区域排土场边坡物理力学特点进行概化室内物理模型模拟,以排土场堆置过程形成的台阶为实验对象,根据研究区气象特点,分别从排土场边坡土体含水率、孔隙水压力及变形破坏特征三方面进化了降雨条件下排士场渗流稳定分析。结合监测数据及破坏形态可知:排土场堆置初期受自重与汽车运输等工程活动较少,固结程度低,渗透率较大;随着堆置时间的加长,底部台阶的固结程度升高,渗透率变小,稳定性提升,雨水入渗响应时间变长。破坏形态主要分三个阶段:细沟侵蚀阶段,切沟冲蚀阶段、坍塌破坏阶段。(4)不同雨强下不同台阶排土场边坡体积含水率与基质吸力对降雨入渗响应时间不同:大雨强降雨入渗响应时间短,小雨强降雨入渗响应时间长;底部台阶响应时间长,顶部台阶响应时间短。基质吸力与含水率的增减集中在同一时间段且速率大致相等。渗入坡体内部的水分会降低吸力,进而降低土体的抗剪强度,使边坡失稳破坏。(5)由数值模拟所得研究区稳定性可知,多台阶排土边坡在降雨作用下,后期堆置的台阶安全系数变化最大,最可能发生破坏;排土边坡由于自身渗透系数较大的原因而有别于一般土质边坡,在总雨量相同的情况下,短时间高强度降雨对排土边坡的稳定性有更大的影响。多台阶排土场的安全系数比单台阶排土场更具可控性,在空间容量许可时,应充分考虑采纳多台阶堆置。工程中还应根据地形灵活组合压坡脚式与覆盖式两种堆置工艺,合理利用夹持效应、坡脚阻滑等空间效应的作用,促进排土场的稳定堆置。