伴随经济建设的快速发展,城市建设用地日益紧张。为了解决有限的城市土地资源对发展的桎梏,人们通过修建更多高层建筑来增加土地的利用率,随着建筑体量的逐渐增大,边坡工程也从浅开挖、简易支护向大规模、高边坡发展。高边坡支护结构受力往往更加复杂,施工难度相应加大,边坡失稳破坏等工程事故也层出不穷,且破坏后果严重。重庆等山地城市高边坡地质类型往往是土岩组合二元地层,和单一的土质边坡或岩质边坡相比,岩土压力的计算相对复杂。特别是为了保证坡顶已有建(构)筑物的安全,往往采用抗滑桩进行边坡支护,按逆作法施工。在支护结构与土层、岩层的共同作用下,岩土压力分布更为复杂。本文结合现有岩土压力计算理论,采用理论分析、数值模拟和室内模型试验方法,开展了抗滑桩支护下土岩组合边坡岩土压力分布规律的研究,并在实际工程应用中加以验证。论文主要研究内容如下:(1)根据基岩面形态将土岩组合边坡划分为水平基岩面边坡和倾斜基岩面边坡,根据岩层结构面与边坡产状的相对关系又将土岩组合边坡分为岩层有外倾结构面和无外倾结构面的边坡。总结实际土岩组合边坡工程可能出现的土压力类型,建立不同类型土岩组合边坡的地质模型,结合已有岩土压力计算理论,提出不同类型土岩组合边坡的岩土压力计算方法。(2)结合支护结构与土层、岩层三者间相互作用,考虑岩土层和支护桩的变形协调关系,分析下伏岩层对上覆土层侧向位移的约束。从岩石开挖卸荷弹性应变能释放的角度分析岩石压力产生机理。在上层土压力作用下,抗滑桩产生挠曲变形,抗滑桩对岩层的约束作用上小下大。(3)使用Flac3D建立不同类型的土岩组合边坡三维模型,按照逆作法施工工序进行土岩组合边坡开挖过程的仿真模拟,分析土岩组合边坡开挖过程中岩土压力变化规律。研究边坡高度范围内不同土岩比和基岩面形态对边坡变形和支护结构受力的影响。(4)基于相似比原理设计模型试验,根据几何、重度、密度比尺计算得到内摩擦角、粘聚力、应力、应变等物理量相似比尺。通过室内试验获得土层及其相似材料内摩擦角和密度,原岩及其相似材料的单轴抗压强度标准值,表明用砂土模拟边坡上部土层,采用石膏、重晶石粉、砂子、水等混合料模拟岩层是合理的。(5)根据相似原理设计不同类型抗滑桩支护土岩组合边坡模型试验,通过分步开挖测试模拟逆作法施工过程,利用RFP薄膜压力测试系统,测试得到不同类型土岩组合边坡岩土压力,分析不同土岩比下岩土压力分布情况及开挖过程中岩土压力的变化特征。采用楔形体岩块模拟沿外倾结构面滑动的土岩组合边坡,分析在边坡开挖过程中楔形体滑动对上部土压力分布的影响;通过调整木板倾斜角度模拟不同基岩面倾角,分析外倾基岩面情况下上部土压力变化规律。(6)结合土岩组合边坡工程实例,进行边坡的稳定性分析。根据边坡工程地质条件,该边坡为基岩面水平-无外倾结构面边坡。通过现场布设的钢筋计和土压力计,得到桩身内力及岩土压力分布情况,总结岩土压力随开挖深度的变化规律。