土工合成材料等加筋材料可以显著提高边坡等土工构筑物的稳定性,因而近些年来被越来越多地应用于实际工程中。基于极限分析塑性定理,本文分析了三维(3D)加筋边坡在各种常见外力因素作用下的稳定性,并初步考虑了非饱和土中基质吸力对加筋边坡的影响。分析的外力因素主要包括地震力、孔隙水压力,在不同的假设方法下分别优化得到了3D加筋边坡在不同工况下的稳定性上限解,进一步探讨了地震力、孔隙水压力和基质吸力作用下的3D加筋边坡稳定性变化规律,并根据研究成果为实际工程提出了相应的设计建议。本文的研究内容如下:(1)基于极限分析上限理论,研究均匀、三角形加筋模式下3D加筋边坡在水平和竖向地震力影响下的稳定性问题。首先采用拟静力法将水平和竖向地震作用表示为地震力功率方程,通过构建整个破坏机构的功率平衡,推导出三维加筋边坡所需的临界加筋强度的显式表达式。之后探讨了边坡宽高比以及不同的水平、竖向地震力系数对临界加筋强度三维解的影响,并进行了相应的参数分析。最后依据所得结论为实际工程提供了理论指导。(2)对孔隙水压力作用下的三维加筋边坡进行了稳定性分析。将孔隙水压力大小以孔隙水压力系数表征,根据塑性理论计算了孔隙水压力、土体重力的外力功率以及筋材的内耗能率,利用功率平衡方程推导出了临界加筋强度的显式表达式。研究了边坡宽高比、孔隙水压力系数和土的摩擦角对临界加筋强度的影响。最后,给出了两个设计参考表,以此对工程实践的设计提供有益的参考。(3)采用拟动力法对三维加筋非饱和土边坡进行了动力地震稳定性分析,在研究中考虑了地震波周期(时变效应)与地震加速度在传播过程中的放大效应。基于非饱和土中的基质吸力沿边坡高度均匀分布的线性假设,根据工作能量平衡方程和强度折减法,推导了不同加筋模式、不同水平地震力系数和不同基质吸力下三维加筋非饱和土边坡的安全系数表达式,进而分析了水平地震力系数、拟动力参数和基质吸力等参数对边坡稳定性的影响,并绘制了相应的稳定性图表。