瀑布沟水电站是国家“十五”重点建设项目,也是西部大开发标志性工程。电站位于四川省汉源县和甘洛县境内大渡河中游,装机容量3300MW,保证出力926MW,水库总库容51.77亿m3,具有季调节能力。工程以发电为主,兼有防洪、拦沙等综合效益,拦河大坝为直心墙土石坝。瀑布沟尾水隧洞推荐采用“三机一洞”无压尾水隧洞方案,出口及明渠布置地段谷坡走向近东西,出口高边坡高度近200m、长度约400m,该处花岗岩体卸荷风化强烈,小断层、辉绿岩脉及构造节理发育,稳定问题比较突出;加之边坡上部有已建成的左高线公路,为不影响已建成的左高线公路及边坡,尾水隧洞出口边坡需大大陡于地质建议坡比并须采用较强的工程措施,以确保边坡稳定和下方一级尾水建筑物的安全。本论文针对该工程开挖高边坡开展了系统的研究工作,其主要内容包括:1、根据尾水洞出口段地形地质特性,建立三维有限元计算模型,重点模拟断层及节理裂隙等不利地质构造。2、运用三维非线性有限元法研究天然边坡的稳定性,模拟边坡和尾水洞分级开挖情况,研究无支护条件下工程开挖边坡的卸荷特征,揭示边坡可能出现的破坏部位和范围,为工程边坡的加固处理提供依据。3、根据边坡的破坏发育情况,分别研究系统锚杆和不同预应力锚索布置方案的加固效果,最终提出边坡加固的优化方案。4、研究地震荷载作用下,边坡的动力响应特性,揭示边坡在地震作用下的<WP=3>变形、速度、加速度与应力分布特性,以及对边坡稳定性的影响程度。5、推导出德鲁克—普拉格(简称D-P)屈服准则与莫尔—库仑(简称C-M)屈服准则五种不同拟合条件下,五个屈服圆面积的大小关系;并采用五种屈服准则计算得出瀑布沟天然边坡破坏发育状况,其破坏发育程度与C-M不等角六边形屈服面内角边长与外角边长比值介于～1.0之间时,五个屈服圆面积的大小关系较为吻合,且值接近于。