本文以司家营铁矿在采煤塌陷区上构建尾矿库为工程背景,开展了在采煤扰动条件下尾矿坝稳定性分析以及动力响应研究,并在地震荷载作用下进行流固耦合分析,研究尾矿坝地震液化机理与灾变失稳风险。本文研究工作以及所获得成果如下:首先,采用Midas GTS NX软件系统,建立了整个尾矿坝库区复杂三维地质模型,包括地层、新老不规则采空区、煤层以及未来采矿计划煤层:采用Visual Studio软件开发接口转换程序,将基于Midas建立的三维地质模型转换到FLAC3D系统中,由此建立了大尺度尾矿坝以及地基稳定性分析的数值模型。然后,根据尾矿坝地基当前阶段监测的地表沉降,采用遗传规划和遗传算法,建立智能等效岩体参数识别模型,获得在采煤影响下的尾矿坝地基基础等效岩体力学参数和原岩应力,为尾矿坝动静力稳定性分析和流固耦合数值模拟提供了可靠的岩体力学参数。第三,基于获得的尾矿坝地基等效岩体力学参数,针对尾矿坝筑坝和不筑坝两种工况,开展了尾矿库区在采煤过程中的稳定性分析。结果表明,尾矿库库区地基沉降受采矿扰动影响显著。随着煤层逐年开采,库区地表南部塌陷坑明显向西侧逐步扩大,筑坝后的坝体重力加剧尾矿坝地基沉降,在2015年南北两个塌陷区贯通,并在库区东南侧形成一个新的塌陷坑。预计2018年后最大沉降将达到4.85m,其中西坝体存在失稳风险,是整个库区最危险部位。第四,针对尾矿库2018年采矿结束后,开展地震对尾矿库稳定性影响的动力分析。根据坝基沉降和坝顶加速度的计算结果显示,不考虑渗流影响,仅地震对尾矿坝稳定性影响并不十分显著。最后,采用FLAC3D的Finn模型开展了地震作用下的流固耦合分析,并基于有效应力进行尾矿坝和地基基础的液化条件判断。根据超孔压比指标评价土体液化条件,由此获得了动荷载流固耦合条件下初期坝浸润面变化规律,从应力、位移、加速度、孔压、超孔压比等物理力学指标,对尾矿坝的震动液化进行综合分析和安全评价,为采煤塌陷区建造尾矿库的优化设计和安全运营管理提供科学依据。