近些年来,随着山区高速公路的建设持续升温,建设过程中遇到不良地质路段越来越多,不良地质高边坡稳定性分析及处治措施研究成为当前的研究热点之一。在我国的西南地区,降雨量较大且地震作用频繁,同时该区域分布着广泛的炭质页岩,该岩石为软岩,具有水理性差、易崩解、强度低等工程特性,对边坡的稳定性极其不利。本文通过室内试验、理论分析和数值模拟等研究手段,对降雨条件下、地震条件下以及降雨和地震条件下的炭质页岩路堑边坡的渗流规律、边坡变形特性分以及稳定性的变化规律进行研究,同时对边坡的动力稳定性进行评价,为相关工程的设计施工提供一定的参考。本文的主要研究内容及成果如下:(1)对炭质页岩进行室内试验研究,运用最小二乘法处理试验数据,获得了毛体积密度、弹性模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角等基本试验参数,用V-G模型拟合,得到了炭质页岩土水特征曲线。(2)根据边坡所处区域气象水文资料,结合饱和-非饱和渗流理论,设计了不同降雨条件下的分析工况,建立了降雨入渗模型。得到了降雨条件下的孔隙水压力、体积含水率以及饱和度的发展变化规律,边坡安全系数的变化规律以及安全系数与瞬时降雨强度和累积降雨量的相关性。(3)根据边坡所处区域的地震基本烈度,结合动力分析理论,设计了不同地震烈度下的分析工况,建立了地震分析模型。得到了地震条件下边坡位移场、最大剪应变以及安全系数时程曲线的变化规律,确定了最小平均安全系数与累积永久位移的边坡动力稳定性的综合评价方法。(4)综合考虑降雨和地震两者作用,设计了等雨强不同烈度与等烈度不同雨强工况,建立了降雨地震分析模型。得到了降雨地震条件下边坡位移场、最大剪应变的变化规律,对边坡稳定性作出评价同时与仅在地震作用下的结果进行比较,知道了降雨和地震的作用下和地震作用下对边坡稳定性影响程度的不同。