最终边坡角是露天开采的重要参数之一,它直接影响了露天矿的经济效益和边坡稳定性。开展最终边坡角研究的目的在于优化边坡构成参数。在分析总结国内外边坡稳定性研究的基础上,依托某露天边坡,采用拉格朗日有限差分法(FLAC3D),借助台阶坡面角和台阶宽度的变化,探究增陡1°最终边坡角节省的剥离费与边坡局部加固所耗费的加固费等经济关系及施工方便性,确定经济合理、安全可靠、简便适用的最终边坡角,并提出边坡的局部加固方案。本论文的主要研究内容和结论如下:(1)依托工程地质调查及矿体、围岩采样,开展室内岩石物理力学试验,得到岩石的物理力学参数及岩体物理力学参数,为后续研究提供条件;(2)概述了有限差分法的基本原理、FLAC3D的一般求解过程、摩尔库伦本构模型和空模型、强度折减法及边坡破坏判据;(3)结合典型剖面,研究得出了不同部位台阶坡面角的合理取值范围。研究表明,台阶坡面角的大小直接决定最终边坡的稳定性,在不同岩性、不同高度的边坡,其台阶坡面角取值范围不同;(4)在数值模拟确定的台阶坡面角的取值范围内,借助台阶坡面角和台阶宽度的变化,构建不同部位的不同最终边坡模型,并结合数值模拟计算确定出不同部位的最终边坡角,提出边坡的局部加固及监管方案。研究表明,不同部位最终边坡角不同,锚索、锚杆加固可降低边坡坡面的拉应力值,减小甚至消除局部拉应力区,改善边坡的受力状态。