黄土在我国广泛分布。黄土区主要处于干旱半干旱气候带,由于降雨入渗和蒸发作用使得黄土常年在饱和与非饱和状态下不断的循环。在这个动态的循环过程中,必然会对土体的物理力学参数也会发生一系列影响,对构筑物的安全和稳定造成威胁,产生滑坡、坡面侵蚀等灾害。因此,研究土体的各物理力学参数在降雨-蒸发过程中变化规律,从土体的物理力学参数的变化规律探究黄土边坡破坏机理将有至关重要的意义。本文在学习和总结前人对非饱和黄土和边坡稳定性研究的基础上,以兰州黄土为研究对象,进行了一系列物理力学试验,探究了兰州黄土在不同含水率和干湿循环作用下物理力学性质的变化规律,并通过数值模拟探讨了雨水入渗过程中边坡的渗流规律和稳定性,取得了一定的研究成果。首先,本文对扰动兰州黄土进行制样测定了其物理性质,包括颗粒级配曲线、最优含水率、液限和塑限等;利用Fredlund土-水特征曲线压力板仪测定了兰州黄土的土-水特征曲线。其次,通过直剪试验探究了扰动兰州黄土在不同含水率和干湿循环条件下,其抗剪强度指标变化规律,并且研究了干湿循环对扰动兰州黄土的渗透系数的影响。研究发现,随着土体含水率的增加,土体抗剪强度先增大后减小的趋势,含水率在12%时抗剪强度最大;粘聚力随含水率的增加呈现先增大后减小的规律,在含水率为16%时达到最大值,随含水率增大,内摩擦角呈现缓慢降低后趋于稳定的规律。降雨使边坡的整体稳定性下降,坡面的土颗粒易被雨水带走,形成坡面破坏,降雨也易使坡面发生浅层滑塌。干湿循环过程使土体抗剪强度不断降低,总体变化幅度不大;干湿循环过程使土体粘聚力快速降低,在经过4次干湿循环后粘聚力基本不变;干湿循环过程使内摩擦角缓慢增大,2次干湿循环后基本保持稳定。干湿循环过程使土体的渗透系数不断增大,首次干湿循环后渗透系数增大最多。坡体在经历干湿循环后稳定性下降,降雨进一步降低了坡体稳定性,坡体这时极易发生破坏;边坡开挖后的头几次降雨蒸发过程最易发生破坏。边坡渗透系数增大,雨水入渗的影响也增大,这是边坡破坏的重要原因。最后,利用测定的土水特征曲线,通过Geo-Studio软件模拟了在不同降雨条件下,黄土边坡的雨水的入渗过程,对渗流和极限平衡进行耦合分析,探讨了不同降雨条件下的水分入渗对边坡稳定性的影响。模拟发现降雨强度在雨水入渗过程中使边坡土体的孔隙水压力和体积含水率不断增大,随降雨强度不断增大,这种影响也越来越明显。不同降雨强度对体积含水率和孔隙水压最终的影响深度是确定的,大概在2m左右,但是随着降雨强度的增强,其对边坡的影响程度不断增强。无论什么降雨条件,在降雨达到72小时后,边坡安全系数均降低。在降雨强度为中雨的条件下,降雨均使不同坡度的边坡稳定性下降,而且边坡坡度越大,边坡的稳定系数越小,对降雨入渗也越敏感。