季冻区土质路堑边坡滑塌破坏是影响高速公路边坡安全性的关键问题,特别是在东北地区春季冻土融化现象较为显著,路堑边坡滑塌风险系数增加,严重影响人民交通出行安全。为了解决边坡滑塌这一问题,有必要去揭示边坡发生融滑的机理并提出有效的边坡防护方案。目前国内外针对季冻区土质边坡的稳定性研究,主要采用室内试验与数值模拟相结合的技术手段,研究思路较为成熟。本文以绥化至北安高速公路路堑边坡滑坍治理工程为依托,研究了该区域土、桩土界面力学性质在不同含水率、密度、冻融循环系数下的变化规律,建立边坡水热力数值模型,并对边坡的融滑机制进行了分析,考虑桩土界面间的接触作用,建立木桩加固边坡数值模型,得到最优加固设计方案,用以指导工程施工。主要研究内容和成果如下:首先,对绥北高速沿线滑塌边坡处的土体开展了桩土界面剪切试验,桩体材质主要分为木材、混凝土、钢,研究了土的含水率、冻融循环次数、密度对界面抗剪强度的影响。研究结果表明:桩土界面抗剪强度及参数受含水率、冻融循环次数、密度影响显著,随前两个指标的增加而逐渐降低,随最后一个指标的增大而逐渐升高,并根据试验的结果建立桩土抗剪强度参数与含水率、冻融循环次数、密度之间的衰减预估公式。其次,基于绥北高速K44滑塌边坡既有工程情况,建立了边坡水热力耦合数值模型,研究了边坡在冻融过程中温度场、水分场的动态分布规律,将桩土抗剪强度衰减预估公式代入至COMSOL力学模块中作为土体的塑性指标参数,基于强度折减法得到边坡内部应力发展情况及边坡稳定性系数的演变规律,揭示边坡产生融滑现象的机理。最后,建立木桩支护边坡数值模型,讨论不同桩的设计参数组合方案对边坡防护的影响及效果评价,研究得到对边坡稳定性影响最大的桩设计参数是桩的布设方式,其次为桩长度、影响最小的是桩间距,边坡安全系数随着桩长度的增加先增大后减小、随着桩间距的增加逐渐减小,桩竖直打入坡面边坡稳定性最好,其次是垂直坡面,最差是水平方向打入坡面,最优组合方案为桩间距1m、长度4m,竖直打入坡面。桩截面形状对边坡防护效果也有影响,正方形截面防护效果最好,其次是三角形,最差是长方形。