露天矿山开采结束后遗留下的废弃的高陡采坑，若发生滑坡，极易造成人员的伤亡和生态环境的破坏，利用磷石膏进行回填处置，既能避免露天坑的危害，又能解决磷石膏渣库的占地问题。本文通过室内物理力学特性试验、理论分析以及数值模拟和现场监测数据相结合的研究方法，将公鸡山露天坑磷石膏胶结堆存工作为研究背景，探究了磷石膏堆积体的力学特性、堆积坝体的应力场和位移场、分次堆积成形的变形特点以及堆积体监测数据规律等内容。将理论与实际相结合，开展了以下研究工作：

      （1）对试验原料进行基本物化性质的分析，认为其具备用作胶结堆存的可行性。利用胶结堆存材料进行制块，并进行相关物理力学试验，获取其力学强度指标，为边坡稳定性分析提供力学参数标准。对充填体进行渗透性试验，发现磷石膏堆积体的渗透系数较低。

      （2）基于极限平衡法，选定垂直于初期坝的典型剖面，利用SLIDE软件建立堆积体边坡的二维计算模型并进行稳定性分析，其在正常工况和特殊工况下的平均安全系数为1.331和1.196，满足磷石膏库安全规程要求，堆积坝稳定性较好。按照堆积各子坝高度分别计算其稳定性，同时试算加高扩容的可能性，得到堆积坝在规程要求下的极限堆积高度。分析对比磷石膏在湿排、干堆和胶结堆存下的边坡安全系数，发现采用胶结堆存可显著提高其稳定性。

      （3）建立堆积坝边坡数值模型后导入FLAC3D，利用强度折减法计算其安全系数，分别进行一次成形堆积模拟和分次堆积模拟，比较两种情况下的应力场和应变场变化，通过分析堆积过程中潜在滑动面的位置来判断是否有滑移风险。在剖面设立监测点，分析堆积过程中位移和应力随计算时步的变化。

      （4）利用位移和应力监测仪器采集剖面各监测点的数据，获取了其位移和应力变化规律。结果表明堆积体边坡目前处于稳定变形状态，与数值模拟结果基本吻合，表明数值模拟结果能为堆积边坡工程建设提供科学依据。

      上述研究工作可为类似矿山废料胶结堆存、坝体设计及安全运营起到指导作用。