炭质页岩是一种软岩,广泛分布于我国广西等西南部地区,由于其特殊的理化性质,炭质页岩极易发生风化,对于炭质页岩路堑边坡而言,边坡风化后很容易导致变形失稳,但对于差异风化型炭质页岩路堑边坡,由于风化程度差异导致抗风化能力不同所形成的边坡岩体和坡体结构的特殊性,导致此类边坡的变形破坏模式复杂,稳定性评价较为困难。因此,对差异风化型炭质页岩边坡破坏机理及稳定性分析十分有必要且具有很高的实用价值。本文主要研究成果如下:(1)从炭质页岩岩体外观、结构和力学性质三方面出发,建立了风化分级的指标体系,研究了炭质页岩物理力学指标和风化等级之间的关系,创建了风化等级的分级标准,综合层次分析法与模糊数学理论,对炭质页岩边坡岩体的风化程度进行了评判,结果表明该炭质页岩边坡岩体存在着严重的差异风化。(2)从炭质页岩水理性质出发,分析不同风化程度炭质页岩耐崩解性及矿物成分组成,得出强风化炭质页岩遇水更易崩解,并提出了在“楔裂力”作用下产生竖向裂缝的概念,分析了差异风化型炭质页岩边坡破坏机制及破坏方式。(3)基于正交试验设计,选取代表性的稳定性影响因素:边坡高度、强风化岩层距坡脚与坡顶垂直距离比、边坡角、强风化岩层倾角,共有25组边坡计算数值模型,利用FLAC 3D计算软件,求出边坡安全系数,以此判断边坡稳定性,最后得到影响该边坡稳定性各因素敏感性大小排序。(4)以K21+450处差异风化型炭质页岩边坡为研究对象,模拟边坡以不同开挖坡比及每级不同开挖深度稳定性情况,结果表明,边坡开挖坡比对边坡稳定性影响最为敏感,坡率越缓,安全系数越大,反之越小;结合数值分析结果对该处边坡以最优方式进行开挖,并分析开挖后边坡变形及稳定性,最后选用预应力锚索的方法对差异风化型炭质页岩边坡进行加固处理,结果表明,该加固处理方式有效的提高了边坡稳定性,达到了加固的效果。