排土场是露天矿开采时所堆排的废弃土石体。多台阶高谷堆型排土场是一种坡面形态较为特殊的山区沟谷型排土场,原谷底受两岸山体深切割,致使其变形演化特征较常规排土场有所不同。现有排土场设计中更多地采用极限平衡法计算其稳定性,但多台阶高谷堆型排土场由于谷底受地形切割强烈,常出现断面设计稳定性系数与实际工作状态不符,导致排土场提前失稳。数值极限分析法中的强度折减法由于不受边坡地形地貌和几何形态的限制,已成为边坡稳定性评价的主流方法之一。但复杂地质体精细化三维数值模型的构建仍存在模型精度不足,建模效率低等缺陷,这在很大程度上影响了数值计算手段的推广。本文针对多台阶高谷堆型排土场地形复杂、坡面形态特殊等特点,结合试验研究和数值计算方法,开展多台阶高谷堆型排土场稳定性分析。主要研究内容及取得的成果如下:（1）边界约束类型和坡面形态对三维边坡稳定性影响研究。借助有限差分软件FLAC^3D中之强度折减法阐明边坡稳定性三维分析的必要性,通过经典算例验证该研究方法可靠性,着重针对边界约束类型和坡面形态对三维边坡稳定性的影响进行系统化研究,揭示不同边界约束类型和不同坡面形态对边坡临界滑动面和稳定性系数的影响规律。（2）精细化三维数值模型快速建模技术研究。针对复杂地质体三维数值模型构建问题,提出一种多软件耦合快速建模流程。基于MATLAB语言编制接口程序,实现ABAQUS模型至FLAC^3D模型的成功转换;利用GOCAD、Surfer、Rhino、ABAQUS以及FLAC^3D等软件的内置转接格式联合建立精细化三维数值模型,通过“点-线-面-体”的建模思路,实现复杂三维数值模型的构建。（3）多台阶高谷堆型排土场三维稳定性分析研究。针对排土料和基底岩土体,开展了常规室内土工试验以获取基底土在干湿状态下的基本物理力学参数,开展了包括岩石的密度试验、吸水率试验、岩石单轴压缩强度试验和三轴压缩强度试验共计8组40个试样在内的室内岩石试验以获取基岩在干湿状态下的密度、吸水率、单轴抗压强、三轴抗压强度和抗剪强度参数c、φ,开展了现场原位大型直剪试验共计10组30个试样以获取排土料在干湿状态下的重度和抗剪强度参数c、φ,开展了重型击实试验共计12组60个试样以获取排土料的最大干密度和最优含水率等击实特性指标,综合运用上述室内外试验手段定量地获取了场区各类型岩土体物理力学指标,为后续排土方案的优化提供了可靠的设计指标,同时还可为该地区其他工程建设提供岩土体参数选取的重要依据。在将该排土场边坡概化为多台阶高谷堆型土坡的基础上,利用多软件耦合法建立场区三维数值模型,借助有限差分软件FLAC^3D并结合强度折减法评价边坡现状稳定性,并优化后续台阶堆载参数中的坡率和曲度;在查明多台阶谷堆型边坡圆弧-原地表面复合型滑动面形态的基础之上,利用数值计算中全坡面的多点监测数据阐释该类型坡体从启滑到失稳阶段的空间演化机制。