露天转地下开采是一种复杂的复合采动。在前期露天开采形成的高陡边坡端帮进行挂帮开采,会造成松动的边坡岩体进行二次变形,进而导致边坡失稳、地表塌陷开裂。本文以眼前山铁矿西端帮挂帮开采为例,根据矿区现场地质特征及相似理论,将眼前山铁矿西端帮简化成等效节理岩体地质模型,并采用大型三维物理模型试验研究存在复杂结构面的情况下,端帮矿体开采时边坡变形破坏的机理以及内部岩层移动、地表塌陷的现象和规律;同时,本文结合非连续介质模型计算理论离散元法,建立与物理模型一致的数值模型进行模拟,将模拟结果与现场破坏情况、物理模型试验的结果进行对比分析,论证边坡的破坏规律及机理。论文主要工作与研究成果如下:(1)通过收集分析眼前山铁矿矿区工程地质资料,从相似理论出发确定西端帮边坡物理模型的几何相似常数,概化出西端帮边坡物理模型。(2)结合西端帮矿体及围岩的物理力学特征和各物理力学参数的相似比尺,进行配比实验,研制出西端帮边坡模型试验所需的相似材料,并进行了相似材料的物理力学参数测试和组分敏感性分析。(3)利用三维激光扫描和数字照相进行多源全场信息的地层岩移及边坡变形监测,根据实际工况进行崩落法开采,实现采矿诱发节理岩体岩层移动、地表变形规律和现象的三维大型物理模型试验研究,分析边坡变形破坏的机理。(4)基于离散元理论对物理模型进行数值模拟,将计算结果与现场边坡实际破坏情况、物理模型试验结果相互对比,讨论论证采矿诱发眼前山铁矿西端帮边坡岩层移动、地表变形规律及边坡变形破坏机理。