高台阶排土场可以有效减少矿业占地,提高资源开发效率。排土场堆积体由粒径不一的宽级配废石料颗粒组成,而宽级配废石料在堆排过程中的颗粒分布呈现随机性和模糊性,且宽级配废石料的高台阶排土场具有明显的粒径分级,造成了高台阶排土场堆积体的各向异性和不均匀性。另外,鉴于现有粗粒料土工试验设备尺寸的限制,使得超大粒径的废石粗粒料在试验前需进行缩尺处理,从而产生明显的缩尺效应,导致难以获取排土场粗粒料合理的强度参数。本论文依托实际高台阶排土场的工程项目,采用现场粒径调查、室内试验、数值模拟与理论分析等综合性分析方法,开展了宽级配废石粗粒料的缩尺效应及高台阶排土场稳定性的研究。其主要研究成果如下:（1）通过现场颗分试验,研究了高台阶排土场临空面散体粗粒料的粒径分布规律,探讨了不同高度测点的粗粒料土样的级配曲线,借助不均匀系数Cu及曲率系数Cc等指标评价了不同高度测点的土样,分析了高台阶排土场明显的粒径分级现象。（2）本文基于元胞自动机的时空间离散特性,开发了能模拟5种元胞随机分布的软件EPOHHM。该软件可以贴近粗粒料中不同粒组颗粒的分布情况,为粗粒料的三轴试验模拟及高台阶排土场的稳定性分析提供了数值辅助。（3）借助开发的EPOHHM,结合FLAC3D软件构建了能表征散体岩土材料非均匀性的三轴数值模拟试样,完成了典型粗粒料的大型三轴数值模拟试验,揭示了粗粒料数值试样在试验中的破坏全过程,探讨了粗粒料最大粒径dmax与其强度参数及变形参数与之间的关系,研究了粗粒料在强度及变形方面的缩尺效应。（4）采用窄级配粗粒料粒组表征了高台阶排土场的粒径分布规律,考虑各粒组粗粒料分布的不均匀性和随机性,建立了高台阶排土场的数值计算模型。通过对排土场的位移场及塑性区分布情况的分析,系统地研究了单台阶全段高与全覆盖式多台阶两种堆排模式下排土场边坡的安全稳定性,提出了一种宽级配废石的高台阶排土场稳定性的精细化分析思路。本文研究成果可为粗粒料缩尺效应的研究提供一种思路,为保证明显粒径分级的排土场的长期安全稳定提供指导,也可为今后分析此类工程问题提供借鉴。