鉴于矿山企业充分回收煤炭资源和最大限度节约土地资源的实际需求,端帮开挖影响下沿帮排土场边坡的稳定性问题成为露天矿山安全高效开采急需解决的重要课题之一。本文以黑岱沟露天矿首采区南端帮开挖为例,综合运用岩土力学室内试验、数值模拟、理论分析等多种手段开展了研究,并结合现场实际对相关结论和方法进行了验证。运用弹性力学方法对端帮—排土场复合边坡模型进行了分析,结果表明:端帮开挖使沿帮排土场边坡水平应力降低,在此基础上对应变控制式直剪仪进行改造,采用卸荷三轴试验研究了排弃物料力学参数变化规律,排弃物料的力学参数在端帮开挖影响下会有较大程度弱化。根据坡体力学参数弱化特征,采用数值模拟方法对端帮开挖情况下复合边坡变形规律进行了研究,结果表明,端帮开挖影响下沿帮排土场边坡变形存在一定的累积效应,边坡变形出现阶段性急剧增大现象。基于支撑拱效应,从理论上分析了坡体力学参数弱化情况下出现上述变形规律的原因,在此基础上分析了边坡变形演化的滑移—拉裂—剪断"三段式"机制,分析表明边坡变形包括初始变形、等速变形和加速变形三个阶段,进入加速变形阶段是边坡失稳破坏的前提和基础。从边坡变形过程的阶段性特征出发,提出一种基于支撑拱原理的边坡变形稳定性分析方法。修正了基于位移反分析的边坡稳定性分析和端帮开挖设计优化方法。将以上两种方法应用于黑岱沟露天矿首采区南端帮工程实例,结果表明,靠帮开采过程中哈尔乌素露天矿内、外排土场边坡处于稳定状态,但稳定性持续降低,相关结论和方法可靠,可为条件类似边坡稳定性评价和开采方案优化提供借鉴与参考。