我国西北地区有着广泛分布的黄土,且由于干旱的气候条件,地下水位相对较低,因而土体常常处于非饱和状态。而由于孔隙气的存在非饱和土的力学特性相比饱和土更加复杂,大量天然土坡和工程开挖暴露出来的高大边坡的浅层土体暴露于大气中,经常受到气候条件的影响,其中,降雨和蒸发不断的反复交替循环,使得边坡浅层土体内的水气状态处于动态变化中,水气的变化引起土中吸力的改变,进而影响土的力学与渗透特性,甚至危及边坡稳定。因此,要研究该类工程问题,需对干湿循环过程中非饱和土的强度和变形的演化机理进行全面正确的认识,并合理分析非饱和土中的应力状态。另外,实际边坡大多数情况下也并不是在降雨过程中峰值雨量时发生破坏的,而往往是在经多次降雨-蒸发循环后在非峰值雨量时的破坏。因此仅对降雨入渗过程中的稳定性进行研究显得过于片面。故本文以兰州天然黄土边坡为研究对象,对不同干湿循环次数条件下的黄土试样进行土水特征曲线(SWCC)试验和非饱和土三轴试验,研究干湿循环条件下重塑非饱和黄土的强度演化机理,并将试验结果运用到降雨-蒸发作用下黄土边坡的稳定性分析中,主要进行了以下工作:(1)通过非饱和土土水特征曲线试验,对不同干湿循环次数(0次,1次,2次,5次)下的重塑非饱和黄土的持水特性进行了研究,得到了重塑非饱和黄土土水特征曲线在脱湿-吸湿循环过程中的变化规律;发现随着干湿循环次数的增加,重塑非饱和黄土的持水特性出现衰减现象,即相同含水率下的基质吸力减小。随着干湿循环次数的增加,其滞回效应逐渐减弱;通过3种不同的SWCC模型对结果进行了拟合,得出适合重塑非饱和黄土的土水特征曲线的模型。考虑干湿循环次数的影响,建立了考虑干湿循环次数的重塑非饱和黄土的土水特征曲线预测模型;通过Childs&Collis-Geroge渗透系数模型对不同干湿循环次数下的非饱和渗透系数进行了预测,得到了不同干湿循环次数下的非饱和渗透系数随基质吸力及体积含水率的变化情况,并建立了任意干湿循环次数下不同体积含水率时重塑非饱和黄土渗透系数的计算公式。(2)采用WF非饱和土三轴仪,通过控制不同净围压(50kPa,100kPa,200kPa,400kPa),不同基质吸力(50kPa,100kPa,200kPa)对不同干湿循环次数下(0次,1次,2次,5次)的重塑非饱和土试样进行了固结排水试验,得到了经不同干湿循环次数后的重塑非饱和黄土变形特性及强度演化规律。发现经过干湿循环的土样更容易发生剪切破坏,且吸力越大,干湿循环次数越大,这种现象越明显;随着净围压与基质吸力的增大,非饱和黄土抗剪强度逐渐增大,基质吸力对强度的贡献主要是通过粘聚力c实现,而内摩擦角??随基质吸力的增大变化不大;据此得到了重塑非饱和黄土的非饱和强度参数有效粘聚力c?,有效内摩擦角??及吸力摩擦角φ~b,并研究了各参数随干湿循环次数的变化规律,研究得出随着干湿循环次数的增加,同等试验工况下,强度参数均减小;且在第一次干湿循环时下降最多,其中,c?受循环次数的影响最大,φb次之,对??的影响最小。建立了考虑干湿循环次数影响的重塑非饱和黄土抗剪强度公式,实验结果为后续研究降雨-蒸发作用下的黄土边坡的稳定性提供了参数取值依据。(3)利用有限元软件Geo-studio对降雨-蒸发条件下黄土边坡的渗流及稳定性问题进行了研究,通过其内置的渗流蒸发模块(VADOSE/W),通过设置合理的气候边界条件,计算在降雨-蒸发过程中边坡的渗流场时空分布特征受降雨强度及边坡坡度的影响,以渗流计算结果作为基础,通过稳定性计算模块SLOPE/W,得到多次降雨-蒸发过程中边坡稳定性的演化规律,并研究边坡稳定性与坡度及降雨强度的关系,为实际工程提供参考,研究发现,随着干湿循环次数的增大,边坡整体安全系数逐渐减小,坡度越大,安全系数越小。