裂隙的存在及其特性是影响裂土工程性质的关键因素,也是造成裂土边坡工程问题的内在原因;优势流是指水分和溶质在有大孔隙的介质中绕过基质通过优势路径发生快速运移的现象,通过裂土裂隙的优势流则是引起裂土边坡失稳的外部诱因。因此开展裂土裂隙优势流及其由此引起的边坡稳定性研究具有较高的学术价值和工程实用价值。借鉴国内外土壤优势流的研究成果,将优势流的概念引入到裂土边坡渗流和稳定性分析中来,采用理论分析与试验相结合的方法建立了二维的裂土优势流模型,数值模拟揭示了裂土优势流对裂土边坡渗流场和稳定性的影响。本文主要的研究工作和成果如下:首先开展了裂土裂隙的基础性研究。为探索裂土在气候作用下裂隙形成、变化、发展的规律,设计加工了一套能够精确控制环境湿度的模型试验装置,并开展了模型试验,再现了脱湿条件下裂土裂隙的演化过程。总结了试验过程中裂隙的演化规律,结合非饱和土力学理论,采用断裂力学的方法,对试验现象进行了理论分析,得到了土体开裂的状态方程以及裂隙扩展方向因应力边界条件发生转折、最终裂隙发育程度随平衡相对湿度降低而增大等结论。其次,介绍了优势流模型的建立思想、假设条件、其基本的数学物理描述方程,并比较了各种模型的优缺点。对比表明,目前还没有一种物理意义上非常严格而数学表达又比较简洁的较完善的模型。第三,开展了室内土柱出流试验、现场染色示踪试验和原位入渗试验。土柱出流试验说明了裂隙存在对土体渗流性状产生了巨大改变。染色示踪试验显示了裂隙的优势路径作用。不同裂隙发育程度土体的原位入渗试验说明,不同裂隙发育程度的土体其渗透能力相差极大,这主要是由于土体中裂隙这种优势渗流路径的存在而造成的。第四,在相关理论和试验的基础上,借鉴已有的优势流模型,建立了易于工程应用的简化裂土边坡优势流模型。该模型以两域模型的思想作为基础,对裂隙区水分运动用运动波方法描述,将降雨过程中裂隙域与基质域的水分交换视为水分从裂隙域向基质域的辐射。进行了裂土边坡水分优势流运动数值模拟,通过算例研究了裂隙优势流对边坡渗流场的影响。最后,运用非饱和土强度理论和极限平衡方法进行了基于优势流模型的裂土边坡稳定性分析。分析表明:边坡上层风化层的强度衰减是引起裂土边坡失稳的重要原因,考虑裂隙土强度折减后,边坡安全系数大大降低,且起控制作用的破坏模式为表层顺层破坏。考虑裂隙优势流后,边坡在降雨条件下的安全系数比不考虑裂隙优势流降低,且安全系数随着降雨进行而持续下降。