我国南北地震带北段纵贯黄土高原中西部地区,该地区强震多发,雨季强降雨频发,黄土滑坡灾害尤为严重。加之黄土特殊的水敏性和动力易损性,使得黄土地区地震地质灾害形势更为严峻。针对地震或降雨单一因素诱发黄土滑坡的研究成果颇丰,但是关于降雨和地震耦合作用下黄土滑坡的研究较少,尤其降雨累积效应对滑坡地震触发效应的影响研究更少。2013年7月甘肃省定西市黄土覆盖区在持续降雨后发生岷县漳县6.6级地震,地震诱发大量的黄土滑坡、流滑,并造成严重伤亡和损失,引起了岩土地震工程界极大地关注,也使得降雨后地震滑坡失稳机理和预测方法研究极为迫切,本论文正是针对这一急需开展了降雨影响下黄土斜坡地震失稳的力学机制及其稳定性研究。论文以岷漳地震在挖木池斜坡诱发“一坡两滑”为切入点,在同一地震和降雨条件下两个滑坡表现出差异较大的滑动堆积特征,通过现场调查、勘查测试和室内试验,对比研究了这两个滑坡的地质环境特征、滑动形态和失稳机理。同时采用原位人工降雨入渗试验研究了降雨入渗对斜坡土体物理力学性质的影响规律,通过数值模拟试验分析了斜坡场地条件对地震地面运动特征的影响,借助大尺寸原状黄土液化振动台试验研究了黄土地震液化的机制和性态。最后综合上述研究结果,揭示了降雨对黄土斜坡地震失稳的控制机理,基于理论分析方法提出降雨和地震耦合作用下黄土斜坡稳定性分析方法。通过以上研究工作,取得的创新性成果简述如下:(1)通过岷县-漳县6.6级地震震后地震地质灾害应急调查、无人机摄影测绘、工程钻探、高密度电法测试、室内试验等,提出了震前降雨对挖木池黄土地震滑坡失稳具有控制性作用和“一坡两滑”的差异性失稳机制。发现挖木池东滑坡失稳机制为地震惯性力诱发失稳,而挖木池西滑坡失稳机制为黄土地震液化诱发失稳;基于“一坡两滑”失稳机制的差异性分析,提出降雨影响下黄土地震滑坡失稳分析的三个关键问题,即降雨入渗的累积效应改变斜坡土体物理力学性态、斜坡场地条件的差异性直接影响地震动力响应、降雨和地震耦合作用控制斜坡黄土液化机制。(2)通过开展人工降雨原位入渗现场试验,建立了降雨条件下天然黄土斜坡雨水入渗时空规律、水分运移模型及裂隙对入渗范围的影响机制。发现天然黄土斜坡降雨入渗深度有限,坡体不均匀入渗与土体物性状态密切相关,同时构建了累计降雨量与入渗深度及土体饱和度之间的定量影响关系;基于理论分析方法提出降雨入渗条件下无限斜坡模型水分运移模型,揭示了黄土斜坡饱和含水量深度特征的影响规律;通过室内土工试验提出原状黄土含水量与动静抗剪强度特征参量之间的影响关系式;以含水量为媒介,揭示了降雨入渗对黄土斜坡抗滑强度折减的影响机制。(3)基于历史震害资料和同震滑坡灾害数据统计分析,通过地震动响应计算,给出黄土斜坡地震动放大效应的估算方法及其斜坡不同部位的地震动特征。发现黄土斜坡是造成地震烈度异常的主要地貌类型,地震放大效应是诱发黄土斜坡失稳致灾的主要因素;针对黄土地区典型强震记录进行频谱分析,提出黄土覆盖层厚度和地形特征参数可作为判定斜坡地震放大系数的主要参量;通过对黄土均质斜坡、层状斜坡和阶地斜坡进行参数化地震动响应计算,归纳斜坡土体力学参数、地形几何条件、地层结构和地震动输入特性对斜坡体不同部位地震动特征参数的影响规律,提出黄土斜坡地震动放大效应的估算方法。(4)开展了大尺寸原状黄土地震液化振动台试验,揭示了原状黄土初始含水量对黄土地震液化性态的影响规律,提出黄土地震液化的含水量判定条件和孔压增长的影响规律。发现饱和度85%是黄土可发生类似于砂土完全液化现象的临界值;开展了倾斜基岩上饱和黄土液化振动台试验,发现倾斜地层上的黄土斜坡更容易发生地震液化,倾角越大液化程度越高,揭示了动力条件下倾斜基岩面对饱和黄土孔压增长模式的影响机理。(5)基于无限斜坡稳定性分析模型,提出了考虑降雨和地震耦合作用下黄土斜坡的稳定性分析方法,揭示了降雨入渗渗流方向、地震惯性力方向、地震系数、放大系数、振次比、含水量、地下水位、覆盖层厚度对无限斜坡稳定系数的影响规律。结合降雨入渗对黄土地震液化的影响机理,研究了挖木池斜坡“一坡两滑”的诱发、失稳过程,揭示了降雨对其地震失稳的控制作用和力学机制。