在全球变暖的背景下,我国东北多年冻土区进行基础设施工程建设时发生了多次因施工扰动引起的融沉和滑坡灾害,对人民生命财产安全造成重大危害。北安至黑河高速公路位于小兴安岭西北段,在改扩建及使用时K177+550段发生了路堤边坡滑塌的现象。通过勘察后发现,该地段的低洼低谷处分布有岛状多年冻土,路基下层存有大量的透水性差的泥岩层。该路段老滑坡体进行抗滑桩治理后地表进行了长期位移监控,发现每年夏季仍发生路堤边坡季节性侧向滑移,降雨量集中的6、7月份地表滑移尤其显著,为了探究降雨条件对老滑坡土体稳定性影响、研究降雨过程时含水量变化导致其土体性质的变化、比较不同工程措施对该路段季节性滑移的改善作用,针对以上问题本文展开研究。本文研究的核心是流固耦合下边坡降雨的入渗及稳定性分析。因此,我们需要对该路段的土体的物理性质进行初步认识,结合已有的流固耦合发展理论,应用数值模拟的方式探究降雨对边坡的具体影响。本文做了以下工作:整理了研究区地质构造和水文气象资料,结合监测数据分析降雨与位移的关联性;对滑坡不同深度的土样进行了基本物理力学试验,讨论含水率变化对土体弹性模量和渗透系数的影响;在ABAQUS中应用强度折减法,分析不同降雨工况下边坡稳定性系数,应用Python批量处理获得降雨过程中边坡的安全系数变化情况;提出不同盲沟埋设深度和坡面防护的工程防治方案,用数值模拟方法对工程治理后的边坡渗流规律进行分析。研究结果表明地表水入渗是一个动态变化的过程,受时间和空间位置的影响。地质、监测和气象资料分析表明,老滑坡是受全球变暖和古代地质构造运动共同影响,冻土融化期和季节性降雨水分入渗聚集在泥岩层是造成路段原滑坡的主要原因,发生季节性地表滑动与降雨量峰值时期重合,证明了降雨对该区域地表侧滑有一定影响。土体力学性质实验表明,K177+550路段的地表滑体砾砂岩饱和渗透系数大、透水能力强,而滑带泥岩则渗透系数小、透水能力差,为该区域地表降水入渗的隔水底板。同时,水分对该路段深层泥岩的抗剪强度与渗透系数影响也比较大,当土壤含水率小于其极限含水率时,随着含水率增大弹性模量也会增大,超过极限含水率时含水量增加弹性模量也随之下降。土体在非饱和状态下的渗透系数与饱和状态下的渗透系数存在巨大差异,不同含水率条件下的土体的基质吸力变化范围非常大,土体基质吸力随含水量的增加而减少,坡体范围内的含水率较低时,土壤基质吸力变化很快,含水率较高时,土壤基质吸力变化缓慢。模拟结果表明,降雨下的位移值与监测数据相吻合,最大位移在边坡和坡脚处;降雨总量相同时,降雨历时越长安全系数越大,降雨强度增加时,安全系数成倍递减。降雨过程中渗流量的矢量大小及方向随时间不断变化,不同降雨强度下的边坡渗流趋势、孔隙水压力及饱和度具有一致性。滑体砾砂岩渗透性较好,地表水下渗过程中受中风化滑带泥岩层的阻隔,在滑带泥岩形成了孔隙水,降雨强度较大时存在一个高饱和度高孔隙水压力区域,研究区深层土质受水分影响显著,降雨入渗时会在坡体深层泥岩受阻,形成软弱滑带,位移集中于坡高坡脚处,应在此处设置长期位移监测装置监测工程病害。工程防治方案分析表明,不同的盲沟设置深度对边坡渗流过程影响较大,滑体泥岩设置盲沟的直接效果和工程经济效果最好,在不透水的滑带泥岩设置盲沟的处置效果最好,坡面设置防水层可以便捷的解决问题,需要避免发生裂缝开裂等现象。本文对于研究降雨下多年冻土区路堤滑坡的季节性滑移有重要意义,为公路建设、防灾设计等施工环节方案决策提供重要建议,为寒区公路建设积累宝贵经验。