随着西部发展战略的逐步实施,如今中西部地区经济增速已经连续5年全面超过东部地区,标志着长期以来我国区域发展差距扩大的趋势得到初步遏制,新的区域发展战略版图正在形成。在这样的大环境下,西南地区机场建设进入迅猛发展阶段。在山区丘陵等一些地形起伏较大的地区,机场建设由于地形条件限制,不得不进行大量的挖方和填方,且填方面积大、填方高度高,因此选择合理的填筑方案,尤其是填料的适宜性,对填方体稳定性及工程经济效益有着重要的意义。本文以重庆某红层机场水库高填方区为研究对象,拟采用现场砂岩和泥岩的混合填料进行填筑。论文首先通过工程地质测绘、现场钻探、室内试验等勘察手段查明了研究区工程地质条件。在此基础上对场区水库周围挖方地段的砂岩和泥岩采样开展室内试验,通过不同砂泥岩混合比例配比和不同含水率的击实试验确定场区砂、泥岩混合填料的最合适的混合比例与最优含水率,测定其在天然状态和饱水状态下的抗剪强度以及渗透系数,并运用有限元法和极限平衡法计算分析降雨及库水位升降对高填方边坡稳定性的影响。然后从填筑体的沉降变形和边坡稳定性进行适宜性评价,最后对该库区高填方提出一套合理的填筑方案。通过室内试验数据及高填方边坡稳定性分析主要得出以下几点结论:(1)根据击实试验研究最终确定研究区砂、泥岩混合填料最优的混合比例为砂岩:泥岩=4:6,最优含水率11%,完全击实下的最大干密度2.13g/cm3。(2)通过击实特性研究选取最优含水率和最佳砂、泥岩混合比例进行击实制样,测定其在天然状态和饱水状态下的抗剪强度,得出该试样在天然状况下с=130k Pa、φ=32°;在饱水状态下с=119k Pa、φ=17.5°;通过变水头测得击实样渗透系数为0.44×10-6~0.48×10-6cm/s。(3)采用极限平衡法分析填方边坡在天然状况(不降雨、库水位线不变化)下,计算其边坡稳定性系数为1.315>1.3(稳定安全系数),说明该边坡在天然状况下处于基本稳定状态。在强降雨及库水位升降条件下,采用极限平衡法分析填方边坡在天然状况(不降雨、库水位线不变化)下,计算其边坡稳定性系数为1.315>1.3(稳定安全系数),说明该边坡在天然状况下处于基本稳定状态(不考虑时间效应、水对填筑体内部结果的影响)。在强降雨及库水位上升过程中边坡稳定性系数满足设计规范要求,而随着库水位的下降,填方边坡开始失稳,且库水位下降速率越快,计算得出的边坡稳定性系数越小,填方边坡越易失稳。(4)通过有限元数值模拟对研究区高填方边坡进行稳定性分析,在强降雨和库水位入浸条件下,研究区填方边坡填筑体内发生一定程度的塑形变形,但塑性破坏主要分布于填筑体中前部,表现为明显的拉剪破坏,在原始坡面后侧扩展,延伸至填筑体顶面,形成明显的塑性区贯通面,即潜在的滑移破裂面,形态上与剪应变增量带基本一致,该填方边坡极易沿着该塑性区贯通面产生整体滑移,最大滑移位移可达0.73m。(5)通过从经济、沉降变形和边坡稳定性三个方面对研究的砂泥岩混合填料进行适宜性评价,得出在无库水位升降情况下此种填料适宜作为该机场研究区的填料;在强降雨和库水位升降的影响下,此种填料不适宜完全作为该机场研究区的填料。(6)经过填筑方案改进,对水库填方区处于浸润线升降范围类的砂泥岩混合填料采用中风化泥岩填料置换,研究区填方后在天然状况和暴雨状况下均处于稳定状态。