恩施州地处鄂西南褶皱山地,岩溶地貌发育,地表切割深,山体多陡峻,境内公路多采用半填半挖、深路堑的形式通过,从而形成大量高陡岩质边坡。通过搜集并分析大量国内外文献以及该地区地质资料,多为针对水电工程以及矿山边坡的研究,对公路工程岩质高陡边坡稳定性研究的文献相对较少,研究区公路岩质高陡边坡稳定性研究的相关文献为空白。在边坡稳定性研究的地质调查中,采用更多的方法仍然是人工现场调查,但是该方法在高陡边坡的调查中将受到地形的制约,无法对研究区的地质情况做到全面的了解。本论文以湖北恩施市红高线K2+050~450段岩质高陡边坡为研究对象,在该地区创新使用人工现场调查与无人机航拍建模相结合的手段对研究区边坡进行地质调查、量测,并利用前人总结的经验解译结构面信息,深入分析研究区边坡岩石物理力学特性、岩体结构特征、岩体质量分类及边坡稳定性,并采用数值分析方法按不同的坡比模拟边坡开挖,分析其应力应变场特征,预测边坡开挖后的稳定性,为本文所依托的工程项目提供设计依据,同时也填补了该区公路岩质高陡边坡稳定性研究的空白,为以后相关工程提供参考。本论文主要取得了以下研究成果:1.通过人工现场调查与无人机航拍建模相结合的手段对研究区边坡进行地质调查、量测。研究区属于深切河谷-陡崖地貌,区内不发育断层、褶皱等构造,岩层产状近水平倾内,揭露地层岩性主要为石炭系黄龙组浅灰~灰白色中厚层至块状灰岩、二叠系下统栖霞组灰黑色厚层含炭质灰岩。2.根据人工现场调查与无人机三维模型信息解译的结果进行分析,可知研究区边坡不发育Ⅰ、Ⅱ级结构面,发育有1组Ⅲ级结构面:315°∠11°,2组Ⅳ级结构面:(1)12°∠85°、(2)160°∠80°,4组Ⅴ级结构面:(1)35°∠76°、(2)120°∠74°、(3)215°∠65°、(4)70°∠79°。通过对比分析可知倾向和倾角的实测值与无人机航拍解译成果的差值范围一般在5°以内,仅个别数值差值较大,可以认为该解译结果与现场实测值基本一致。3.研究区边坡岩体结构类型为整体块状结构、块体结构、层状反向结构。边坡岩层面微倾坡内,且软弱层面不发育,边坡岩体滑移变形无动力、弯曲变形无空间,故无整体变形破坏迹象;局部陡倾外结构面产生弯曲-拉裂变形,局部中倾外结构面导致滑移变形。边坡岩体破坏的类型主要为局部结构面组合产生楔形体破坏与倾倒破坏。影响边坡稳定性的因素主要包括岩石类型与风化程度、岩体结构特征、水文地质条件与人类工程活动。4.利用多种岩体质量分类的方法对研究区边坡岩体质量进行分类,最后综合考虑研究区边坡岩体结构特征、变形破坏模式的特点,综合评判各分类结果,得到适用于研究区岩体质量分类的结果。由分类结果可知,研究区边坡岩体质量等级与坡高及岩体结构类型关系密切:坡高30m以下边坡岩体结构为整体块状、块体结构,岩体质量为Ⅱ类;坡高30m~90m边坡岩体结构类型主要为层状反向结构与块体结构,岩体质量以Ⅲ、Ⅳ类为主。5.根据工程分区的研究结果,对研究区边坡的整体稳定性进行定性评价,可知Ⅰ、Ⅳ区边坡基本稳定,边坡岩体结构是主要控制因素;Ⅱ、Ⅲ区边坡欠稳定,边坡岩体质量是主要控制因素。6.受多组结构面与坡面组合的切割,在研究区边坡范围内发现6处半确定性块体,主要集中于K2+050~270段中下部,上部较少,破坏形式以单面、双面滑动为主。根据块体理论计算结果显示,这些块体的稳定性系数多在1.05左右,个别块体稳定性系数在1.15附近,说明多数块体处于基本稳定~欠稳定状态,块体稳定性较差。7.采用Flac3D数值分析软件选取典型剖面分别按照1:0.2与1:0.3的坡比进行模拟开挖,结果表明,边坡开挖后均在坡脚及边坡下部第一、二级开挖平台内侧发生应力集中现象,产生最大剪应变增量;两种方案比较可知,边坡按2#方案开挖产生的应力较1#方案有所降低,但降低幅度不大;产生的位移及剪应变增量均较1#方案增大,且剪应变增量最大值发生的范围扩大。根据监测点位移曲线可知,边坡中部岩体在开挖后产生的位移最大,且按照2#方案开挖后产生的位移要明显大于1#方案产生的位移。综合分析认为边坡开挖后位移变化量整体较小,无整体失稳的可能性,仅坡脚及边坡下部第一、二级开挖平台范围内局部可能产生变形,且按照1#方案开挖后边坡的稳定性要较2#方案稳定性好。