1.一种露天矿边坡形状优化设计方法，其特征是，它包括以下内容：

1)计算极限坡角αcr：

(1)对特定坡高H和坡角α，由滑移线场理论计算极限状态下的边坡坡面曲线，本发明统一简称极限坡面曲线，设坡顶为坐标原点，坡体一侧为x轴正半轴，向下为y轴正半轴；

(2)Mα(xα，yα，θα，σα)为第α族滑移线上的点，Mβ(xβ，yβ，θβ，σβ)为第β族滑移线上的点，由公式(1-1)～(1-4)解得滑移线场上的点M(x，y，θ，σ)，其中，x为横坐标值，y为纵坐标值，θ为最大主应力σ1与x轴交角，σ为特征应力， 为两族滑裂面交角平均值，其中γ为容重：(3)计算极限坡面曲线：Mb(xb，yb，θb，σb)为极限坡面曲线已知点，M′β(x′β，y′β，θ′β，σ′β)为第β族滑移线上的已知点，由公式(2-1)～(2-4)解得极限坡面曲线上点Mij(xij，yij，θij，σij)，其中c为粘聚力：(4)边界条件为：主动区OAB边界条件，其中O点为坡肩、A点为坡顶最后计算点、B点为主动区最后计算点：主动区第α、β族已知计算点Mα和Mβ的横坐标x＝Δx·i，Δx为计算步长，i为自然数，i＝0～N1，N1为步长数，取N1＝999，y＝0，主动区边界最大主应力与x轴交角主动区边界特征应力 P为坡顶荷载，滑移线交点计算公式为(1-1)～(1-

4)；被动区OCD边界条件，其中O点为坡肩、C点为过渡区最后计算点、D点为被动区最后计算点：被动区滑移线交点计算公式依然为(1-1)～(1-4)，而极限坡面曲线，即OD线，坡肩点O与被动区最后计算点D的连线公式采用(2-1)～(2-4)，Mb第一个已知点就是坡顶原点数值，坐标值(xb，yb)＝(0，0)， 过渡区OBC边界条件，其中O点为坡肩、B点为主动区最后计算点、C点为过渡区最后计算点：过渡区滑移线交点计算公式依然为 (1-1)～(1-4) ，而过渡区边界点的特征应力为其中 k为自然数，k＝0～N2，Δθ＝θIII-θI，N2为过渡区点剖分数，为满足Δθ≥0，则必须 因此坡顶荷载最小 值，当边坡算例无外荷载时，对边坡坡顶施加Pmin，此时 即Δθ＝0，取N2＝0；

(5)计算极限坡面曲线与坡底地基线交点横坐标x1，此时变换坐标系，设坡脚为坐标原点，向上为y轴正半轴，向边坡体一侧坡底地基线为x轴正半轴，当x1>0时，判断边坡处于稳定状态，此时增大坡角α，并重复上述步骤(1)～(4)；当x1＝0时，即极限坡面曲线与边坡坡面线相交于坡脚时，此时判断边坡处于极限状态，坡角α为极限坡角αcr；当x1<0时，此时判断边坡处于破坏状态；

2)将一系列的坡高H和极限坡角αcr拟合便得到露天矿边坡最优化形状，由敏感性分析可知，坡高H和坡角α变大时，边坡稳定性降低，因此边坡保持极限状态时，坡高H变大，极限坡角αcr变小，由此可知，露天矿边坡形状优化设计结果为凸曲线；

3)矿山在进行坡面形状优化设计时，要设定安全储备系数，安全储备系数的计算步骤为：

①首先由公式(3)对强度参数进行折减，

式中c为粘聚力，为摩擦角，Fi为折减系数，i为自然数；

②采用折减后的强度参数c1和 由1)的步骤(1)～(5)计算x1；当x1>0时，判断边坡处于稳定状态，此时增大Fi，当x1＝0时，即极限坡面曲线与边坡坡面线相交于坡脚时，判断边坡处于极限状态，此时Fi为露天矿山边坡安全储备系数。