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矿产资源是保障国民经济快速发展的重要物质基础。随着采矿技术的发展,露天矿山边坡高度逐渐增加,深凹矿、大规模矿越来越多,这也导致边坡的稳定性和安全性越来越差。矿山边坡工程地质条件复杂,其中,岩体结构面是控制边坡稳定性的关键因素,但促使结构面演化的内外动力因素丰富,结构面发育具有随机性,造成边坡稳定性计算中结构面参数取值存在不确定性,边坡稳定性评价结果难以保证。为此,本文通过对露天矿山边坡稳定性计算中结构面几何参数和力学参数的不确定性取值展开研究,结合中智区间函数能更好的表达不确定性的特点,对边坡稳定性进行综合评价。主要内容如下:(1)构建边坡稳定性计算模型是进行边坡稳定性评价的前提。其中潜在滑移面的方位对坡体稳定性影响巨大,潜在滑移面的确定一般通过结构面聚类分析得到。针对传统结构面聚类分析方法无法清除“噪点”的影响,造成聚类过程及聚类结果的偏差,提出一种基于编网算法的岩体结构面优势产状聚类分析方法。通过与5种传统聚类分析方法的对比表明:本方法所得优势产状与各方法一致,具有良好的适用性;无需事先指定初始分组数或初始聚类中心,减少了人为干涉的主观性,聚类过程更加可靠;能有效地清除“噪点”数据,使聚类结果更加准确。通过对工程案例的分析表明,编网算法在结构面优势产状的聚类分析中具有有效性和合理性。本研究方法可为工程岩体中快速、准确地获取结构面优势产状,确定潜在滑移面方位提供依据,保证了边坡稳定性计算中结构面几何参数取值的准确性,对工程岩体稳定性评价具有重要意义。(2)结构面粗糙度是控制岩体稳定性的重要力学参数。针对结构面粗糙度统计测量时无法确定合理样本数的问题,分别提出基于变异系数级比分析及简单随机抽样原理的最小样本数确定方法。以实际工程岩体结构面表面数据为研究对象,对比分析两种方法在系列尺寸下确定的统计测量最小样本数。实例分析表明:小尺寸样本的变异系数(CV)值明显大于大尺寸样本,且CV值随取样尺寸的增大而减小,取样尺寸为10～50cm的CV值基本稳定在0.31～0.47之间,取样尺寸为60～100cm的CV值基本稳定在0.21～0.31之间;最小样本数与取样尺寸基本满足幂函数关系,且最小样本数随取样尺寸的增大而减少;系列尺寸下级比分析方法在允许误差为±2%时确定的最小样本数与简单随机抽样原理在最大允许误差为10%、置信度为95%时计算的最小样本数是一致的,相似度大于0.997。本研究方法可为工程岩体中定量获取结构面粗糙度统计测量最小样本数提供依据,保证了结构面粗糙度系数(JRC)统计测量结果的准确性,对工程岩体稳定性评价中结构面力学参数的准确获取具有重要意义。(3)针对矿山边坡稳定性计算中结构面几何参数和力学参数的不确定性取值,提出基于中智区间函数的露天矿山边坡稳定性综合评价方法。对于几何参数的不确定性,结合中智区间函数得到结构面优势产状的中智区间函数表达;对于力学参数的不确定性,对结构面JRC进行非线性拟合,得到尺寸效应条件下结构面JRC的中智区间函数表达。然后,基于JRC-JCS模型推导得出结构面抗剪强度的中智区间函数表达,在此基础上,利用极限平衡法计算得到边坡稳定系数的中智区间。通过对工程实例的稳定性评价表明,该方法可有效地将结构面几何参数和力学参数的不确定性包含在一个区间之内,使边坡稳定性评价结果更加合理、可靠。本研究方法可为工程岩体中定量表达参数不确定性提供依据,保证了边坡稳定性计算过程的可靠性,为露天矿山边坡稳定性分析提供参考和借鉴。