在我国南方地区,高速公路的修建难免会受到地形地质的影响,在穿越山岭重丘区时,考虑粗粒土具有良好的工程特性,因而许多工程将粗粒土作为路堤填料,形成了大量粗粒土高路堤工程。然而,在坡面冲刷及降雨入渗的影响下,运营期粗粒土填料在车载动力作用时会发生失稳现象,威胁到高速公路行车安全,大大缩短了路堤设计使用年限。鉴于此,本文以导师何忠明教授主持的国家自然科学基金面上项目“动力湿化作用下粗粒土高路堤服役性能演变与状态控制技术研究(51678073)”为依托,结合室内坡面冲刷模型试验及数值模拟手段,深入研究了粗粒土高路堤在不同冲刷影响因子作用下坡面冲刷特性演变规律;基于室内试验结果,采用数值软件分析了粗粒土高路堤在降雨冲刷条件下的土体水力特性及稳定性变化规律。本文所得的主要研究结论如下:(1)降雨冲刷作用下,粗粒土高路堤边坡冲刷演变过程大致可以分为雨滴溅蚀、面状侵蚀、细沟侵蚀和切沟侵蚀四种不同阶段,其中切沟侵蚀对坡面冲刷影响最大;雨滴溅蚀分布范围广,且具有随机性,而面状侵蚀则在坡面径流后逐渐衍生;细沟侵蚀易发生在地形微起伏处,对不同冲蚀区域起到连通作用,坡面开始由面状侵蚀逐渐转为线状侵蚀,而细沟侵蚀逐渐转为切沟沟蚀后,坡面整体上从面状侵蚀转为线状侵蚀。(2)采用Geo-Studio数值模拟软件建立相应的数值模型,通过Van-Genuchten模型进行土水特征曲线拟合,分析了降雨冲刷条件下路堤边坡孔隙水压力、体积含水率变化规律;然后通过fish语言将降雨冲刷条件下粗粒土高路堤边坡渗流结果导入FLAC3D软件,进行了粗粒土高路堤边坡降雨冲刷稳定性计算。(3)分别研究了不同降雨强度、边坡坡度下填筑路堤边坡坡面冲刷特性演变规律,根据试验结果可知:填筑路堤边坡坡面累计冲刷量随降雨历时的增加而逐渐增加,不同降雨强度下,累计冲刷量增加速率为:暴雨>中雨>小雨;累计冲刷量随边坡坡度的增加呈现出先增加后减少的趋势,粗粒土填筑路堤坡面冲刷存在一个临界坡度,由冲刷试验拟合结果可知,该粗粒土边坡冲刷临界坡度在40°～45°之间。(4)在三种不同压实度下,路堤边坡累计冲刷量增加速率为:压实度90%>压实度93%>压实度96%;不同压实度下坡面冲刷量变化速率前期相差不大,随着降雨的进行,压实度大的路堤边坡累计冲刷量增加速率较小;且相较于压实度小的边坡,其冲刷速率增长期相对滞后。