本文以南渝、安楚高速公路的典型红层路堑边坡的研究对象,在广泛的地质资料调研和工程地质特性分析的基础上,采用理论研究、数值分析和大型地质力学模型试验,对红层路堑边坡变形破坏机理、稳定性分析及加固防护措施进行了深入系统的研究。同时利用大量岩样的室内试验和现场试验,研究了红层岩体力学参数的选取原则。通过理论分析和试验研究,得出的主要结论和研究成果如下: (1)根据红层路堑边坡的工程地质特征,按坡体结构将边坡分为近水平、倾斜和上覆堆积层三大类。按岩性组合和结构体特征又将近水平边坡细分为软质泥岩为主的岩体结构、砂泥岩互层的软硬相间的岩体结构、巨厚层砂岩为主的岩体结构,不同岩性组合的近水平边坡破坏机理共有8种;根据岩层倾向和边坡倾向的关系将倾斜边坡岩体结构进一步划分为为顺层、反倾和斜交边坡三个亚类,其中的顺层边坡破坏机制主要为完全平面顺层—滑移型、滑移—拉裂型和滑移—弯曲型三种,反倾边坡的失稳过程分为弯曲—倾倒—滑移三个阶段,斜交红层边坡的破坏形式可分为阶梯状顺层滑塌、阶梯状顺节理滑塌和楔形滑塌三种。 (2)提出了红层岩体力学参数选取原则。①通过对试验结果和收集的资料分析,对红层岩石、结构面的力学性质、水理及风化特性有了较为完整的认识;②系统阐述了利用H-B公式计算节理岩体力学参数,研究了BQ指标与RMR指标之间的关系,总结出了利用BQ指标估算岩体弹性模量的经验公式。③结合红层边坡坡体结构和红层的特殊力学性质,提出了红层岩体力学参数的选取方法。边坡岩体所含结构面在4组以下者,主要根据不同地区岩块和结构面力学参数试验值的随机模糊统计结果来选取;而边坡岩体中结构面组数在4组以上者,则应用Hoek-Brown经验强度准则来确定整个节理岩体的综合力学参数。 (3)近水平红层路堑边坡稳定性研究。用数值方法对近水平红层中砂泥岩软硬互层边坡开挖变形机理进行分析;对拉裂崩塌破坏采用岩石的抗拉强度对其稳定性进行评价;对后缘陡倾节理发育的平推式滑坡的稳定性评价方法进行了研究,得出了当节理里面充满水时,裂缝位于坡项线的位置时边坡具有最小的稳定性系数的结论。 (4)倾斜红层路堑边坡稳定性研究。建议先用赤平投影图对倾斜红层边