在高速公路的建设过程中,不可避免的要对山体进行开挖,尤其是四川、贵州地区,地质条件复杂多变,软岩分布广泛,软岩由于软化性、膨胀性等特点,在开挖扰动的影响下,更易发生失稳破坏。因此,研究西南山区公路建设中常见的软弱岩质边坡稳定性问题就显得尤为重要。本论文依托于国家科技支撑计划项目“西南山区干线公路路基灾变过程控制理论与动态调控技术研究”,以贵州某高速公路典型软弱岩质边坡为依托工程,采用现场调查、理论分析和数值模拟(FLAC3D)的研究方法,基于开挖卸荷效应和地下水位变化,分别从位移、应力、剪切应变增量、安全系数、孔隙水压力以及渗流矢量等角度,对依托工程中的边坡在开挖未支护以及边开挖边支护条件下的稳定性进行动态评价。再根据边坡工程中的过程控制原理,选择恰当的时间、恰当的位置以及有效的防护加固措施,对边坡进行过程控制,使边坡的整体稳定性得到改善。本文的主要研究工作和研究成果如下:(1)本文主要创新点及工作重点是将边坡变形失稳视为随时间动态演化的过程,对边坡从开挖到变形失稳进行全过程数值模拟,分析、评估了各阶段稳定性及稳定性的影响因素;研究了开挖未支护、边开挖边支护以及降雨引起的地下水位变化对边坡稳定性的影响,实现边坡稳定性的动态评价。再基于稳定性动态评价的结果,将边坡失稳破坏过程分为四个阶段:边坡浅表层蠕滑变形阶段;边坡后缘拉裂阶段;边坡后缘沉降、坡脚鼓起阶段;塑性区贯通、形成滑动面阶段。针对各个阶段不同的稳定性影响因素以及变形特征,采取适宜的工程措施来模拟其对稳定性的控制以及对后续开挖的影响,实现了对边坡的过程控制。(2)分析数值计算结果,发现开挖坡面在开挖过程中会产生卸荷回弹变形,坡面的回弹变形矢量方向垂直于坡面,指向临空面,开挖平台的回弹变形矢量方向竖直向上;开挖平台卸荷回弹量大于开挖坡面卸荷回弹量。边坡顶部位移矢量垂直向下,表现为“沉降”;边坡中部位移矢量大致与坡面平行,表现为“剪切”;边坡下部位移矢量在开挖坡面处表现为“剪出”。(3)边开挖边支护条件下,开挖各阶段的安全系数相对于开挖未支护条件下有所提高。开挖坡面的水平负向位移减小,而开挖平台的竖直正向位移增加,这是由于锚索锚固作用提高了边坡的抗滑力,减少了边坡水平方向的变形,从而降低了对开挖平台卸荷回弹变形的影响。各开挖阶段的最大剪切应变增量明显降低,在锚索框架梁和抗滑桩的共同作用下,开挖第一级边坡后,塑性区域仍未贯通,边坡安全系数由未支护条件下的1.02提高为1.10,仍需采取进一步的防护加固措施。(4)地下水位的上升,使岩土体含水率和容重增大;孔隙水压力增大,有效应力减小;边坡抗滑力减小,下滑力增大;同时地下水还会与岩土体产生化学或物理反应,使岩土体产生软化效应,粘聚力和内摩擦角减小,破坏边坡岩土体原本的力学平衡状态。通过对地下水渗流矢量图的分析,可以发现岩土体渗透系数越大的区域,渗流速度越快。当地下水位面低于开挖后的边坡潜在滑动面时,地下水对边坡稳定性的影响较小;当地下水位面高于开挖后的边坡潜在滑动面时,地下水对边坡稳定性影响较大。本论文的研究成果对边坡在开挖过程中变形失稳的判断、预测以及过程控制优化设计具有参考和借鉴作用。