近些年,由于公路铁路等地面交通网的建设在西南地区开展越来越频繁,形成了大量的人工填方高陡路堤边坡,而填方路堤边坡破坏会严重影响交通的正常运营,故而引起工程界的高度重视。对于填方路堤边坡的加固多采用挡土墙支挡、加筋等方式,但在极端条件下(特别是强降雨条件)加筋人工填方路堤边坡其破坏演变过程与破坏机理却鲜有报道。因此研究加筋人工填方路堤边坡在强降雨条件下的风险孕育对路堤的防灾减灾工作具有重要的理论依据和工程价值。本文将14mm/h、28mm/h、42mm/h、70mm/h四种雨强定义为“强降雨”,其中14mm/h为大雨、28mm/h为暴雨、42mm/h为大暴雨、70mm/h为特大暴雨;基于饱和—非饱和渗流理论,通过自制的加筋人工填方路堤边坡强降雨破坏模型实验装置,以雨强、坡比和筋带密度为主要影响因素,开展了加筋人工填方路堤边坡强降雨破坏模型实验研究,分析了湿润峰、孔隙水压力以及土压力的演化规律,深入探析了加筋人工填方路堤边坡的破坏演变过程,获得了以下研究成果:(1)自行设计了一套加筋人工填方路堤边坡强降雨模型实验装置,该实验装置包括自动降雨控制系统、边坡位移监测系统、孔隙水压力与土压力监测系统。试验槽采用透明钢化玻璃制成,以实现位移监测的连续性。(2)通过分析实验结束时坡顶、坡面冲沟的最终宽度及深度,发现筋带密度及坡度耦合作用下不论边坡陡峭程度如何,未经过筋带加固的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最好;而经过4层筋带加固的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最差;说明坡度越陡、雨强越大,坡顶冲沟宽度的发育越好。雨强及坡度耦合作用下不论边坡陡峭程度如何,在任何一种加固条件下,遭受70mm/h雨强作用的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最佳;而遭受14mm/h雨强作用的边坡,其坡顶冲沟宽度、深度发育最差。(3)分析人工填方路堤边坡加筋前的破坏时程发现其坡面的破坏演变过程为:雨水入渗后在坡面冲刷形成冲沟→冲沟逐渐往坡肩、坡脚发育→冲沟拓宽、加深→冲沟贯穿整个坡面→边坡大规模破坏;坡顶的破坏演变过程为:雨水入渗在坡肩产生张拉破坏→坡肩形成冲沟→冲沟往坡顶面后缘发展→坡肩、坡顶冲沟拓宽、加深→冲沟贯穿整个坡顶面→贯穿后的冲沟拓宽、加深。同时对比分析路堤加筋前、后的破坏演变过程发现,加筋路堤的破坏演变过程与未加筋路堤相似,但加筋路堤坡面在发生大规模破坏之前会产生“孔蚀现象”。(4)整个实验过程中孔隙水压力变化主要表现为三个阶段:快速增长阶段、缓慢增长阶段、稳定阶段;越靠近坡脚、坡肩位置的孔隙水压力增长幅度越大;土压力变化主要为4个阶段:快速增长阶段、缓慢增长达到峰值阶段、快速下降阶段、缓慢下降阶段;埋深越深土压力越大,在同等埋深条件下越靠近坡肩位置的水平向土压力越大;湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力均随降雨强度的增大而增加,随筋带密度增加而减小;同时随着坡度的增大湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力逐渐减小。(5)采用正交分析法系统分析了雨强、坡比与筋带密度等安全影响因素对湿润峰、孔隙水压力以及土压力的影响,分析安全影响因素水平对实验指标的影响规律,发现安全影响因素A(降雨强度)与湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力成正相关关系,而安全影响因素B(坡度)和安全影响因素C(筋带密度)与湿润峰的平均下渗速率、孔隙水压力以及土压力成反相关关系。同时还发现降雨强度对孔隙水压力、湿润峰以及土压力的影响程度远大于筋带密度和边坡坡度。