大量欠稳定边坡阻碍了人类工程活动，亟需采用合理的优化方案来确保工程安全。为此，提出了基于列文伯格—马夸尔特（Levenberg-Marquardt,LM）算法和光谱优化算法（Light Spectrum Optimizer,LSO）的边坡形态智能优化方法（LM-LSO）。首先，采用LM算法对样本数据进行非线性拟合；其次，采用拒绝不可行解方法处理稳定性系数的约束问题；最后，利用LSO搜索最优方案，并与另外4种算法进行比较分析。该方法应用于四川省某磷石膏堆场边坡优化，得到了最小挖方量的优化设计方案。该方法综合考虑了边坡优化的经济性和稳定性，保障了堆场的堆填方量和安全。