岩石深凹边坡工程是人类进行的最大的岩石开挖工程。露天矿边坡松动岩体工程特性的研究,可以为边坡稳定性评价、加固和边坡形状力学优化设计提供依据。本文以金堆城露天矿边坡工程背景,运用多种研究手段和方法,对深凹边坡松动岩体及其力学特性做了系统的研究和分析,主要的研究工作及成果表现在以下几个方面: （1）通过对金堆城露天矿深凹边坡各帮松动岩体节理裂隙调查,研究了其产状分布规律和破坏模式。认为金堆城深凹边坡松动岩体大部分是比较稳定的;有可能发生局部破坏的主要是受结构面控制的楔体破坏、平面破坏为主;受断层控制的边坡主要以平面破坏为主,多次滑坡后形成的松散层则有再次以圆弧面破坏模式发生滑动的可能。 （2）由声波测试结果分析可知,强松动范围内的波速均值、静弹性模量和变形模量都相对较低,随着孔深增加,其对应值逐步增加。由变形监测结果分析了松动岩体变形规律。测试结果均表明,上部边坡由于受风化、降水以及爆破作用的时间较长,松动范围要比下部边坡的松动范围大,从而使加陡边坡角成为可能;水平面上矩形深凹边坡的长帮松动范围大于短帮边坡的松动范围,说明了深凹边坡在平面上宜采用圆形或椭圆形。 （3）通过运用有限差分程序FLAC³⁰进行深凹边坡的数值模拟计算,得出考虑边坡松动效应的主应力峰值向岩体深部转移、拉应力范围扩大及拉应力值增大的规律,边坡稳定性变差。边坡应力场分布不但受到松动岩体的分布范围与松动程度的影响,同时还受深凹边坡空间形状的影响。 通过对金堆城深凹边坡松动岩体进行工程地质和水文地质的调查、节理裂隙调查、声波测试、变形监测等现场工作,研究了边坡结构面分布规律,边坡潜在的失稳模式,松动范围,变形规律,结合FLAC³⁰数值模拟,基本认识了金堆城深凹矩形边坡松动岩体工程特性。以上研究对于加陡边坡角,边坡稳定性评价、加固和边坡形状力学优化设计都具有重要的参考价值。