煤矸石山在自然状态下长时间堆积势必存在失稳隐患,对其周围的居住区及生态环境构成威胁。因此,对煤矸石山的稳定性分析研究显得十分必要。论文以古书院矿煤矸石山治理为工程背景,采用理论分析、数值模拟及现场实测相结合方法开展煤矸石山稳定性分析,并在此基础上展开治理措施探索。研究取得的结论有以下几点:(1)通过对煤矸石山的失稳模式研究,得到煤矸石山的失稳主要表现为内部滑动、沿接触面滑动和软弱基底破坏引起滑塌三种模式;分析得到影响煤矸石山稳定性的因素主要包含矸石山散体物理力学性质、堆体结构、降雨入渗及堆积方式等四个方面,其中矸石散体物理力学性质是影响矸石山稳定性的最主要因素之一。(2)通过现场试验及相关力学试验,得到煤矸石山物理力学参数,为理论公式及数值模拟求解稳定性系数提供依据。基于极限分析上限法理论和不平衡推力原理,引入强度折减法理论,对边坡滑移体的运动力学特性和受力状态进行了研究,推导得出煤矸石山稳定性系数计算公式,并且建立了古书院矿矸石山边坡稳定性评判标准。结合古书院矸石山工程特点和试验参数,求解得到相应的矸石山稳定性系数。(3)采用FLAC数值模拟方法对矸石山稳定特性进行了分析,并结合理论求解得到的稳定性系数,对古书院矿煤矸石山的稳定性进行了评价。稳定性评价结果表明,矸石山多个区域属于欠稳定状态,需要进行加固处理,为矸石山治理提供理论依据。(4)提出古书院煤矸石山治理方案:在斜坡坡顶平台位置施工钻孔和注浆加固治理,并进行了治理方案设计。旨在通过对边坡松散煤矸石堆积区域进行加固,形成似重力式挡墙结构,并在加固后对治理区域边坡进行坡表绿化。(5)以现场原位试验为主,采用重型圆锥动力触探试验、孔内波速测试、孔内注水(渗水)试验、注浆结石体室内试验、边坡稳定性评价及注浆技术资料检查等方法对注浆效果进行了检测。结果表明,治理区内矸石层剪切波速提高显著,钻探岩芯强度较高,矸石山边坡处于稳定状态。综合评定古书院矿矸石山治理注浆工程质量为合格,本工程采取的注浆治理方案合理有效,进一步说明文中的理论推导和数值模拟计算方法合理。