随着中国社会经济的高速发展,每年大量的矿山被大规模开采利用,尾矿库数量也随之明显增加。尾矿库是堆积起来的高势能建筑物,占地面积大,对生态环境的影响巨大,容易受降雨、地震等自然环境影响发生泥石流等灾害,尤其是头顶库,对下游人民的生命财产形成重大的安全隐患。尽管诱发尾矿库溃坝的因素及机理通常十分复杂,但无不与堆积尾矿及筑坝材料参数不确定性和空间变异性息息相关。虽然目前参数反演及尾矿库稳定性分析方法在岩土工程中发展较为成熟,但是尾矿坝参数反演及稳定可靠度分析没有系统解释尾矿材料参数固有的不确定性及空间变异性的影响,从而造成了错误的尾矿库加固设计方案。为解决以上问题,本文主要工作和结论如下:(1)简要阐述了先验信息和似然函数这两个环节对尾矿材料参数随机反演的作用,发展了基于随机有限元及位移监测数据分析的尾矿材料参数随机反演方法。依托大黑山尾矿坝工程,利用2个代表性位移监测点进行参数随机反演,发现监测点的位置对参数随机反演有较大的影响,距离监测点较远的材料参数的不确定性基本不变,而离监测点位较近的材料参数不确定性有明显缩减。(2)提出了基于贝叶斯理论的尾矿材料参数序贯随机反演方法,给出了计算流程,依托大黑山尾矿坝和江西永平尾矿坝工程,利用9个水位监测值进行尾矿参数渗透系数序贯随机反演。基于2016年4月份的水位观测值反演获得的大黑山尾矿坝粗砂、细砂、粉砂渗透系数变异系数较3月份有明显减小,概率分布更为集中,离散性更小基于5月及之后月份水位观测值反演推断的参数后验概率分布相差较小,研究结果可为融合多源监测资料指导实际工程监测点的优化布置提供理论及技术参考。(3)发展了基于随机场理论的尾矿材料参数空间变异性表征方法,依托大黑山尾矿坝工程,采用Karhunen-Loeve级数展开及非侵入式随机有限元法调查了尾矿材料参数空间变异性及互相关性对尾矿坝可靠度的影响,研究表明黏聚力和内摩擦角为互相关对尾矿坝可靠度有重要的影响,忽略黏聚力和内摩擦角之间的负相关性会导致偏保守的尾矿坝可靠度评价结果。