本文以某尾矿坝为研究对象,在坝顶尾矿排放口不同位置、深度取尾砂样,并在该尾矿坝废石场取废石。建立物理模型(1:200),分析内置废石柱(WRC)坝体单位时间渗流量和浸润线埋深与废石柱颗粒级配、中心间距之间的关系。利用U型管地下水位测量系统分别测得了不同工况下各监测管水头的变化,并结合数值模拟研究了尾矿坝渗流场和稳定性。研究结果表明:(1)由尾砂1基质吸力和体积含水率的关系曲线可以看出,当体积含水率大于15%时,基质吸力对尾砂抗剪强度的影响很小。而现场尾砂天然含水率在20%左右,因此,利用该尾砂筑坝有利于坝体稳定运行。(2)物理模型实验结果表明:(a)随着废石柱细颗粒含量的减小和渗透系数的增大,坝体单位时间渗流量随之增大,浸润线埋深逐渐下降。(b)随着废石柱中心间距的增大,坝体单位时间渗流量减小,浸润线逐渐抬升。(c)洪水工况下,废石柱尾矿坝浸润线埋深平均值较正常水位的浸润线埋深降低的平均值偏大。原因是库内水位较高,水流流速加快,附着在废石柱土工布表面的尾砂和内部空隙中的细颗粒在坝内地下水渗流的作用下部分流失,导致废石柱的渗透性增大。(3)结合数值模拟,分析了不同工况、不同废石柱中心间距、宽度坝体浸润线变化,其结果与模型实验得出的结论基本吻合。通过分析滑移面条块和安全系数,发现临近初期坝坡脚处水力坡降增大,建议加强初期坝和废石柱底部排水措施,并对紧挨库区废石柱进行加固保渗处理。随着废石柱中心间距的减小,滑移面积减小,滑移条块抗剪强度降低,安全系数逐渐增大。随着废石柱宽度的增加,其坝体浸润线和安全系数缓慢上升,但中心间距是影响坝体浸润线变化的主要因素。(4)初期坝坡脚和临近库区废石柱边缘处水力坡降增大,建议加强初期坝和废石柱底部排水措施和临近库区废石柱的加固处理。同时废石柱堆筑位置离库区越近,浸润线埋深位置越高。因此,实际施工时应注意废石柱与初期坝和库区的距离不宜太近。