随着我国城镇化和基础工程建设的不断推进,在施工过程中产生大量了渣土。这些渣土若堆放不合理,极易引发安全事故。因此深入研究渣土场边坡的稳定性问题已成为当前需要解决的关键工程技术问题之一。本文针对大规模基础工程建设中产生的大量渣土场边坡因三维空间效应而导致稳定性评价可靠性低,导致可能存在造成生命财产损失等诸多安全隐患或造成工程浪费的问题,以“渣土场边坡三维地质建模及空间效应作用下的稳定性分析—以田心石场渣土场为例”为题,基于Kriging插值法使用C++开发建立渣土场三维地质模型,基于强度折减法和改进三维Spencer法模型,综合分析评价了渣土场边坡稳定性的空间效应,得到主要成果及结论如下。(1)查明了典型渣土场的工程地质条件和渣土场边坡的变形破坏特征,为评价渣土场边坡稳定性的空间效应提供了翔实的基础数据。(2)基于Kriging插值法,使用C++语言及VTK图形库、GSTL(the Geostatistics Template Library)、opencv、opencv-viz进行开发,构建了渣土场三维地质模型的程序,建立了典型渣土场边坡的精细化三维地质模型,为提升三维空间效应分析提供了可靠的前提。建立精细化三维地质模型的流程为:获取地形数据→构建地表模型→分析钻孔数据→生成地层模型→模型装配,基于以上方法流程,建立了田心石场渣土场南侧边坡的三维地质模型。(3)基于强度折减法对比分析了渣土场边坡二维及三维条件下的边坡变形情况,获得了渣土场边坡稳定性评价的三维空间效应。渣土场边坡的空间效应表现为:(1)变形量值及变形区域存在差别:二维情况下变形集中于坡项,而三维情况下边坡土体因约束作用,变形集中于中部;(2)最大剪应变增量所反映的滑面形态和部位存在差别:二维情况下滑面为圆柱面,三维情况下滑面靠近边缘,且呈绘图弧形;(3)边坡的稳定性定量评价结果存在差别:三维相较于二维获得更大的稳定性评价结果。(4)基于二维Spencer的极限平衡法,结合渣土场工程地质特性,推导得到了三维模型条件下Spencer极限平衡计算理论,并进行三维极限平衡法程序设计和开发,构建了渣土场最危险滑面搜索方法。利用该程序分析评价了渣土场边坡的三维稳定性,分析了稳定性评价存在的坡面形态效应和端部效应。(5)对比分析二维和三维条件下的堆渣体边坡的稳定性系数,二维稳定性系数偏于安全。原因在于二维情况下边坡假定为并没有侧向的约束条件,而在三维情况下每一个微岩土体不仅受到平行于坡向的方面与垂向上的约束条件,还受到垂直于坡向的方向岩土体的作用。揭示了堆渣体边坡的三维空间效应。