中国黄土高原地貌破碎,地质环境脆弱,频发的滑坡、崩塌、地面沉陷等自然灾害造成的人员伤亡和财产损失惨重,严重制约了经济发展,然而其中90%以上的滑坡都因降雨诱发。黄土遇水后导致的胶结减弱、自重增加、裂缝扩展、强度降低等反应均可降低边坡的稳定性,开展降雨诱发滑坡的大型物理模型试验,研究雨水的入渗运移规律和边坡的失稳破坏过程,能够完善黄土灾害相关理论,填补该方向研究空白,并对黄土滑坡防灾减灾工作有重要的参考价值和现实意义。论文以2011年“9·17”灞桥滑坡为研究原型,通过现场调查,掌握了滑坡发生的地质背景,通过进行室内试验获取了土样的物理力学参数,建立三维地质模型开展人工降雨诱发滑坡的大型物理模型试验,实时监测了滑坡发生的全过程;利用数值模拟方法研究了原始边坡在降雨条件下土体参数的响应特征及其时空分布规律。基于对土体水分、压力、应力等微观指标的时程分析,以及对表面裂缝、节理裂隙等宏观现象的归纳,从阶段性特征、力学机制两大方面探讨了滑坡孕育和发生全过程的内在机制。结论如下:(1)试验过程中土体含水率和孔压随时间“S”型增长,前期和趋稳期增速小,而滑坡前后增速大,响应敏感度和增幅与深度成反比,顶部反应快且波动强烈,深部恰好相反;节理对水分入渗的促进作用显著。(2)土体竖向应力随时间“反S”型变化,前期和稳定期因压密有小幅增加,而滑坡前后因位移加速应力大幅释放,但节理处的土体,竖向应力持续稳定增长;表面裂隙经历扩张→冲刷→填充的过程,表征连通性的拓扑学特征先升后降;含节理侧内部裂隙的张开度约为无节理侧的2倍。(3)从时间角度看,滑坡全过程分为入渗增重、软化剧烈变形和蠕变稳定3个阶段,滑坡时累积降雨量240 mm,含水率约为23%,孔压上升2～3 k Pa,竖向应力降低约7 k Pa,节理张开最大48 mm,边坡整体位移最大4.7 cm,两次滑坡规模约为1.5*2*0.5m;从力学机制看,降雨的滴溅作用、淋滤作用引起了裂缝的扩张,基质吸力、孔隙水压力的改变影响了土体的抗剪强度,最终多因素叠加引发滑坡。(4)瞬态渗流模拟和稳定性分析揭示了水分在坡面、顶面和垂直节理中入渗速度的差异特征,以及水平位移、垂直位移和最大剪应变的时空分布规律;古土壤层的低渗透性导致其含水率和孔压均要高于相邻的黄土层,其界面易成为软弱面。