贵州是我国两南山区的一个内陆省份，位于云贵高原东侧的梯级大斜坡地带，地质和地理条件复杂，地貌以山地为主，少量丘陵，大部分地区地表切割密度和深度大，山岭纵横相间，特殊的地质、地形地貌单元决定了贵州省是一个地质灾害严重多发的地区。随着西部大开发战略的实施，资源开发和基础设施的建设正以前所未有的速度发展，很多大型工程已经或正在大张旗鼓的开展，不断加剧的人类活动、降雨以及其他外部因素的不利组合，为地质灾害的发生创造了有利的外部环境。二叠系地层是贵州地区出露最广的地层之一，受沉积环境、构造活动等冈素影响，二叠系地层具有独特的工程地质特性。据统计，贵州省内二叠系地层内发生的地质灾害所占比重最大，严重威胁到人民生命财产的安全。因此，对贵州地区二叠系工程地质特性及边坡稳定性展开研究具有重要的理论意义与实践意义。　　 斜坡变形破坏机理，是斜坡稳定性评价的重要理论基础，同时，也是斜坡变形与稳定性控制的重要依据。20世纪70年代以来，在大量实际工程研究的基础上，很多学者对边坡变形破坏机制进行了系统深入的机理分析和模式总结，最为突出的理论贡献是在边坡变形破坏中考虑地应力和变形破坏基本地质力学模式(蠕滑-拉裂、滑移-压致拉裂、滑移-拉裂、弯曲-拉裂、塑流-拉裂和滑移-弯曲)的提出，但受理论和研究手段的限制，这-时期的研究主要是建立在“概念模型”基础上的定性分析。80年代以来，工程地质学的发展进入了定性向定量发展的阶段，很多学者借助数值模拟和物理模拟的手段从不同角度对斜坡变形破坏机制进行研究，推动了斜坡边坡破坏机制理论研究的发展。贵州省二叠系地层中地质灾害频发，针对二叠系地层岩性的特点，对其斜坡变形破坏机制进行研究具有重要意义。　　 岩体力学参数的合理确定是研究贵州地区二叠系地层边坡稳定性的前提，但由于岩体具有不均匀性、不连续性和随时间变化的特性，目前准确确定岩体力学参数仍非常困难。很多学者对从理论上对岩体力学参数的确定进行了系统的研究，但在工程实践中最为常用的还是建立在经验强度准则基础上的估算方法，尤其是Hoek-Brown强度准则。自1980年以来，Hoek及其合作者对该准则进行了多次修正，使其实用性和准确性得到进一步提高，目前Hoek-Brown强度准则已经发展到2002版。应用经验强度准则确定岩体强度参数能综合考虑影响节理岩体强度的各种因素，是在长期工程实践的基础上逐渐积累总结的成果，其不足之处在于，用不同方法确定的参数相差较大，因此，岩体力学参数的经验估算方法还有待进一步的研究。　　 斜坡稳定性分析是岩土工程、工程地质、岩石力学等学科中的重要研究课题，目前最为常用的稳定性评价方法为基于刚体极限平衡理论的不平衡推力法和基于数值模拟技术的有限元方法。近年来，随着我国基础设施建设的加大，大量的人工边坡形成，由于开挖卸荷使得岩体的自然平衡状态遭到破坏，其内部应力进行调整，因此，卸荷岩体具有独特的力学特性，用卸荷岩体力学的观点研究开挖作用下高边坡稳定性的方法值得探讨。　　 本文是结合科研项目“贵州地区二叠系地层工程地质特性及边坡稳定性研究”而开展的科研工作，在资料收集、野外勘杏与大量国内外文献查阅的基础上，从贵州省二叠系地层的分布特征出发，研究二叠系地层的工程地质特性，重点讨论二叠系地层中典型斜坡的变形破坏机制、岩体力学参数的经验估算方法及其影响因素，同时，采用现场调研、室内测试、工程地质分析与判断、力学计算、数值模拟相结合的综合研究途径和方法，从工程地质、稳定性分析与评价等方面对二叠系地层中的典型工程岩体进行系统深入的研究，分析控制岩体稳定性的关键因素，探索岩体稳定性规律。论文完成的主要工作包括以下几个方面：　　 (1)在贵州省二叠系地层分布的基础上，从沉积相角度对二叠系地层岩性特征进行研究。查明二叠系地层的地质建造、构造改造和浅表生改造特点，并总结了贵州省二叠系地层的工程地质特性。以兴义黄泥河老江底水电站坝区岩体为例，采用结构面网络模拟的方法，对贵州省二叠系岩体的结构特征进行研究。　　 (2)在分析贵州省二叠系地层分布位置及岩性特点的基础上，归纳出硬岩、软岩、软岩与硬岩互层、软岩夹硬岩、硬岩夹软岩、上硬下软和上软下硬7种岩性组合类型，并针对每种岩性组合的斜坡，分别按水平结构、同向缓倾结构、同向陡倾结构、反向结构和斜向结构对其变形破坏机制进行探讨。本文所提出的斜坡变形破坏机制具有普遍适用性，对其它地层中性质相似的边坡岩体变形破坏的预报和稳定性分析都具有一定的指导意义。　　 (3)引入弹性波速比λ，并基于此参数提出了岩体强度参数和变形参数的估算方法。以贵州省二叠系的两种典型岩性(硬质岩-灰岩和软质岩-泥岩)为例，讨论了参数λ和正应力σn对岩体强度和变形参数的影响，并采用曲线拟合的方法确定了用参数λ估算综合抗剪强度参数折减系数的表达式。以北盘江善泥坡水电站上坝址岩体为例，在合理划分工程地质岩组的基础上，对各岩组岩体的力学参数进行估算，采用数值模拟的方法确定各岩组的实际应力水平，使估算结果更为合理。　　 (4)以务川沙坝厂房后边坡开挖工程为例，对贵州省二叠系高边坡稳定性进行研究，揭示大规模开挖过程中高边坡所发生的变形、卸荷和破坏现象，探讨了地质-力学响应对岩石高边坡稳定性的影响。通过定性分析和定量计算(极限平衡法)对务川电站厂房后边坡自然状态和按不同坡角开挖后潜在滑动面的稳定性进行研究，用有限元方法对开挖卸荷后高边坡的应力、应变和位移场进行模拟。采用卸荷岩体力学方法对50度模型开挖过程的有限元模拟进行专题研究，根据地质体开挖前后应力折减率，划分出强卸荷区、弱卸荷区和非卸荷区，基于此对岩体力学参数进行调整，从而使分析结果更贴近实际。将两种方法所得的结果进行对比可知，卸荷岩体力学方法考虑了岩石高边坡在开挖卸荷过程中的地质-力学响应，因而更加符合实际情况。　　 (5)以务川沙坝水电站拱坝工程为例，建立了该工程的三维地质模型，分析了不同特征水位下拱坝的应力应变特征。结果表明，坝体以x方向位移为主，蓄水后位移明显偏向下游方向，且工况四和工况五时位移量增加，最大变形位置逐渐向上偏移。总的来说，坝体变形量较小，与实际监测变形趋势较吻合。　　 本文的主要创新成果有：　　 (1)在分析贵州省二叠系地层分布位置及岩性特点的基础上，归纳出典型的岩性组合类型，并分别对其变形破坏机制进行研究。　　 (2)引入弹性波速比λ，并基于此参数提出了岩体强度参数和变形参数的估算方法。以贵州省二叠系的两种典型岩性(硬质岩-灰岩和软质岩-泥岩)为例，讨论了参数λ和正应力σn对岩体强度和变形参数的影响，并采用曲线拟合的方法确定了用参数λ估算综合抗剪强度参数折减系数的表达式。　　 (3)根据卸荷岩体力学的观点，利用数值仿真技术分析地质体开挖前后应力折减率，划分出强卸荷区、弱卸荷区和非卸荷区，基于此对岩体力学参数进行调整，从而使分析结果更贴近实际。