排土场是露天开采的重要组成部分,对于在软弱层之上进行排弃的排土场边坡而言,当堆排高度持续增加或基底软弱层浸水软化时,易造成排土场边坡失稳问题。为了准确预报和合理防治排土场滑坡灾害,需要深入研究排土场边坡的破坏模式和机理。因此本文针对软弱基底排土场边坡进行了模型试验、数值模拟和理论分析,研究软弱基底排土场边坡的破坏模式和稳定性,结合工程实际进行了验证,主要得出以下结论:(1)底摩擦和离心机模型试验结果表明,软弱基底排土场边坡的破坏具有渐进性,破坏始于坡脚,并沿着基底软弱层向坡体深部逐渐扩展,在坡体后部伴随着由软弱层向上和由坡顶向下扩展,最终形成贯通滑面,边坡发生整体滑动。破坏裂缝可以分为两种类型:错动裂缝,裂缝主要为错动变形并伴随水平分离,主要分布在坡体内部;拉张裂缝,裂缝主要为水平分离并伴随错动变形,主要分布在坡体后缘。(2)有限元极限分析法模拟结果表明,当软弱层位于地表(模型A),边坡的变形破坏模式为双楔体破坏,边坡破坏始于边坡下部,下部被动楔体沿基底弱层蠕动,上部主动楔体下挫推移下部被动楔体继续滑移,最后在边坡中部形成平台台阶;当软弱层位于地表以下(模型B),边坡的变形破坏模式为三楔体破坏,边坡破坏始于坡脚前缘,前缘楔体鼓胀抬升,中部滑块沿着基底弱层滑移,上部楔体下挫推移中部滑块,中部滑块推挤前缘楔体挤出,最后在边坡中部形成平台台阶。(3)倾斜条分Sarma法计算结果表明,最危险滑面呈多折线型,破坏模式为楔体破坏,当软弱层位于地表(模型A),边坡的破坏模式为双楔体破坏;当软弱层位于地表以下(模型B),边坡的变形破坏模式为三楔体破坏。边坡的安全系数和基底软弱层深度、基底软弱层倾角、基底软弱层内聚力和渣土层内聚力之间的变化关系近似呈线性关系,和基底软弱层内摩擦角、渣土层内摩擦角、坡顶堆载高度和水平加速度之间的变化关系近似呈二次多项式关系。(4)结合现场调研、数值模拟、模型试验和理论分析等多手段验证了:当软弱基底位于地表时,排土场边坡的破坏模式为双楔体破坏。同时在平面双楔计算方法的基础上,提出了软弱基底排土场边坡的准三维双楔体稳定性计算方法。