延安市地处陕北黄土高原丘陵沟壑区,市区处在“Y”型河川谷地,属典型线型城市,城市建设用地极为紧缺。近年来,为了给经济社会建设提供必要的发展空间,2012年开始延安市将通过“削山、填沟、造地、建城”的方式,整理出78.5km2的土地,用于城市建设。这是目前世界上在湿陷性黄土地区规模最大的岩土工程之一。大部分工程建设项目都要进行不同程度的高填挖深,由此形成的高填方边坡变形和稳定性问题尤为突出。建设工程改变了原有的梁峁地形和地下水原有的排泄途径,将会引起高填方边坡坡体内地下水位上升,地下水位上升改变了边坡中土体的有效应力分布,影响土体抗剪强度,使边坡稳定性受到影响。本文通过室内实验,探讨了含水量、干密度对重塑黄土力学特性和微观结构特征的影响,并获得边坡稳定性分析中必需的参数;以桥儿沟黄土高填方边坡为例,通过野外调查、室内实验、模型建立、理论分析等方法和手段,基于边坡有限元软件Geo-Studio,分析地下水位上升情况下边坡渗流场、应力场和稳定性的变化规律。本文主要结论如下:(1)通过击实试验获得:填方区所用的重塑黄土最优含水率为16%,最大干密度为1.735g/cm3。(2)运用电子扫描电镜试验(SEM)技术、结合IPP图像处理软件对不同含水量、干密度的重塑黄土进行微观结构研究。结果表明:随着含水量或干密度增大,大孔隙数量减少,中小孔隙数量增加;孔隙和颗粒的圆形度随着干密度增大将减小,而随着含水量增大,则孔隙的圆形度减小,颗粒的圆形度增大;随着含水量和干密度增加,则孔隙的定向度减小,有序性变好,相反,则颗粒的定向度增大,有序性变差;含水量和干密度的变化同时引起了颗粒连接方式和排列形式的变化,从而对重塑黄土的强度产生一定影响。(3)采用非饱和土总应力强度公式,利用直剪试验探讨了延安新区非饱和重塑黄土的抗剪强度指标随含水量、干密度的变化规律和拟合公式,结果表明:(1)在同一含水量状态下,重塑黄土的粘聚力随干密度的增加而增大,而在同一干密度状态下,含水量越大,则粘聚力越小。(2)重塑黄土内摩擦角随含水量增加而减小,随干密度增加而增大。(3)延安重塑黄土土水特征曲线可以采用van Genuchten模型拟合,拟合效果较好。(4)针对延安新北区桥儿沟黄土高填方边坡,分析了地下水位上升对边坡变形和稳定性的影响规律。分析结果表明:随着地下水位不断上升,坡体内渗流明显增强,边坡的水平和垂直位移进一步增大,塑性区自边坡中下部靠近坡脚的位置向上、向内逐渐发展,并最终自坡脚向坡面中部贯通;最大剪应变出现在坡脚处,边坡可能从坡脚部位剪出造成边坡失稳;边坡安全系数由2.501下降到1.667,边坡仍处于稳定状态。本文针对地下水上升对高填方边坡稳定性影响所进行的上述工作,可为边坡工程建设填料参数的选取提供一定的理论依据,为边坡工程的设计、施工、运行提供技术支撑,对同类高填方边坡防灾减灾具有较大参考意义。