本文以风水沟尾矿库为研究背景,通过三轴剪切试验对尾矿砂的物理力学特性进行了分析,并将所测力学参数用于尾矿坝的稳定性分析及可靠性评价。主要成果如下:利用高频振动机对两种风水沟尾矿砂进行了室内筛析试验,确定出两种砂样分别为尾矿粗砂和尾矿细砂。通过三轴剪切试验仪对粗砂和细砂分别进行了固结不排水剪切试验,结果表明:(1)对尾矿细砂而言,当围压不变时,随着轴应变的增大,孔压先增大后减小,尾矿细砂的抗剪强度越大;随着干密度的增加,内摩擦角逐渐增大,粘聚力略微减小。(2)当干密度不变时,随着围压的增大,出现破坏峰值点越晚,尾矿细砂的抗剪强度越大。(3)相比于细砂,粗砂的三轴剪切变形规律与细砂基本一致,但随着干密度的增加,内摩擦角逐渐增大,且粘聚力也逐渐增大。(4)根据邓肯-张模型,计算得到了 8个力学参数,尾矿粗砂的k值是217.72,细砂的k值是136.77,远远小于粗砂的k值。尾矿粗砂的n、m值则略小于尾矿细砂的n、m值;对比Kur、Kb,尾矿粗砂的值均大于尾矿细砂。另研究了尾矿砂与弹性模量和泊松比的关系,随着围压的增大,尾矿砂砂的E50与V50值总体是呈增大趋势,随着干密度的增大,尾矿砂砂的E50与V50值总体亦是呈增大趋势,尾矿砂的E50的拟合值大于粗砂的E50,而细砂的V50略低于粗砂的V50的拟合值。经过粗砂和细砂的应力应变曲线图对比分析,以及邓肯-张模型的八个参数和弹性模型参数对比,发现粗砂的三轴强度大于细砂的三轴强度。根据三轴试验得出的试验参数,用Slide软件对坝高70米到142米的尾矿坝进行稳定性分析和可靠性研究,通过模拟得出的安全系数,验证尾矿坝的稳定。