近年来,随着建设交通强国战略的提出,高速公路、铁路等基础设施工程迅猛发展,加上我国地形复杂,形成了大量的边坡,边坡工程的安全稳定性显得尤为重要,在实际边坡工程的稳定性分析中,不考虑或者简化支护结构对坡体局部稳定性计算的影响,事实上支护结构对边坡局部稳定性影响较大,如果忽略支护结构对坡体局部的影响,则结果会存在较大偏差,容易导致设计不当。针对上述问题,本文依托兴泉铁路路堑高边坡工点,根据室内试验、理论分析、现场监测、数值模拟分析等方法研究路堑高边坡在复合支护下的受力、变形分布规律,评估复合支护结构对边坡稳定性和结构物加固效果,并提出路堑高边坡支护的优化设计方法,主要研究工作以及得出的主要结论与认识如下:1.基于物理力学特性试验研究,<9-2>土层中粉粒占65.48%,黏粒占17.46%,而<W4>、<W3>中以砂粒、粉粒为主,也有较少黏粒含量。三种土的颗粒分布较为不均匀,粒径变化范围相对较大,颗粒级配良好。在固结排水三轴剪切试验中,表现出应变硬化的特点,没有明显的峰值强度和软化变形曲线。2.结合Winkler弹性地基梁模型计算框架梁内力,并根据锚索-锚杆框架梁现场受力特点,提出了考虑所有梁节点所受荷载作用下的框架梁节点力分配系数计算方法,并与数值模拟计算进行对比验证;并在极限分析思想的基础上,采用对数螺旋线破坏面,推导出了路堑高边坡体系的外力做功功率与内能耗散率,提出了路堑高边坡安全系数计算公式,并与数值计算结果进行对比验证,理论计算值为1.483,数值解为1.57;3.依托兴泉铁路现场路堑高边坡工点,开展了路堑高边坡现场长期监测试验,获取了边坡深部位移、锚杆支护结构受力等特点,发现边坡的位移与锚杆结构的受力变化规律与边坡施工密切相关,相邻近边坡施工时,边坡的位移与锚杆的受力较大,且施工时,锚杆端部1m处与锚杆中部4m处应力较大,锚杆末端7m处埋深应力较为稳定,维持在一个较小值;4.应用数值仿真分析了边坡在分级开挖情况下的位移变形特征,开挖时,边坡位移由土体卸载回弹与土体滑移共同构成,边坡主体以斜向回弹为主,最大水平位移为2.46cm,边坡顶部有少许向坡内方向的滑移现象,位移为9.4mm,相对于边坡主体位移较小;5.对边坡进行暴雨工况下（150mm/24h）的降雨,边坡平均渗流深度达6m,在未降雨工况下边坡最大表面水平位移为1.5cm,降雨工况下为3.081cm,支护降雨工况下为2.59cm,说明复合支护结构措施的及时实施,可以有效地限制边坡由于开挖与降雨引起的位移变形,有效提高边坡的抗滑稳定性。6.对比分析了边坡在不降雨工况以及暴雨工况（150mm/24h）下加固前后的水平位移、竖向位移以及剪应变的变化特点,并分析锚索-锚杆轴力与框架梁内力的分布规律,为工程设计提供相应参考:在边坡施工过程中,锚杆轴力沿杆长向坡内逐渐减小,且对于同一级边坡而言,坡脚锚杆轴力较大,顶部锚杆轴力较小,设计时应增大边坡坡脚处支护结构设计参数;对于框架梁而言,计算得到的弯矩与剪力在节点处较大,跨中会出现最大负弯矩,最大负弯矩为-34.45kN·m;并分别将第三章推导出的理论公式所计算得到的结果与数值计算结果进行分析比较,结果表明,理论研究与数值分析的结果相差不大,曲线规律大体一致,说明理论方法的适用性与准确性;