本研究通过现场深入调查，系统收集了具有强震高寒山区典型代表性的天山公路全线537Km边坡地质灾害及环境地质信息；再通过“普查”、重点研究等多种手段，对沿线86个典型边坡崩塌灾害进行了细致的分析与评价；同时，引进并自主研发仪器设备与试验方案，得出了冻融-大温差耦合循环作用下的岩石宏观-微观特征演变关联规律，探索性定义了高寒山区冻融-大温差耦合系数，并量化界定了不同种类岩石的相关系数与取值范围：在此基础上，精选若干典型崩塌灾害点作为原型，充分考虑强震和冻融-大温差耦合作用条件，采用动、静态联合数值模拟技术等，从多角度、多手段系统分析研究了天山公路边坡崩塌的成灾机制、失稳破坏模式及动态演化发展规律，据此针对性地制定了关键防治技术对策；提出了强震高寒山区崩塌工程防治技术方案，并通过工程实例进行了验证。　　论文主要成果如下：　　(1)研究查明了具有强震环境下大陆性冰川高寒山区典型代表性的天山公路边坡地质灾害的分布发育规律。天山公路北段地层原生建造序列受后期活跃的构造破坏而强烈解体，且海拔2800m以上强寒冻风化路段数量众多；公路南段地层为中新生代陆相建造，其构造活动作用相对较弱，同时，海拔2800m以上强寒冻风化路段数量明显少于北段。因此，从整体上看北段地质灾害数量多于南段。　　(2)研究发现天山公路边坡灾害的关键诱发因素如下：①地震动力响应效应诱发岩体剪切位移或拉张位移，导致应力释放、岩体破裂面高度发育、密度降低、透水性增强，为寒冻山区强烈寒冻风化作用的侵蚀奠定了基础条件；②本地区一年中最大温差高达近80℃，昼夜最大温差也可达40～50℃左右。尤其在年循环大温差(-30℃～+50℃)营造的胀缩应力作用下，岩体内外悬殊的大温差及岩石内部不同矿物之间差异的热膨胀系数均会导致边坡岩体进一步崩解、开裂，为水分入渗侵蚀及结冰后的强烈冰劈力侵蚀提供了物质基础条件。　　天山公路边坡地质灾害活动性明显受控于季节变化，夏季(5～9月)是水源补给高峰期，也是灾害高发期。另外，随着高寒山区公路建设的快速发展，高边坡的人工开挖及爆破等破坏了原有山坡坡体的平衡状态，导致相关边坡地质灾害进一步演变加剧。　　(3)崩塌是天山公路沿线数量最多、频率高发，且综合危害程度最大的灾害，分析沿线典型56处中小型崩塌、28处中偏大型崩塌、2处大型崩塌后发现，其多发育在11m～30m边坡坡高、70°以上直陡边坡条件下；统计表明，沿线沉积岩崩塌37处、喷出岩崩塌16处，侵入岩崩塌10处，变质岩崩塌23处。节理裂隙发育、不利的结构面组合与陡峻的地形是崩塌产生的基础，地震、冻融-大温差耦合作用、冰川消融与暴雨的水分补给、工程建设中的边坡人工开挖及爆破则是直接诱因；其中，尤其以地震对岩体内部损伤的动力作用、冻融-大温差耦合作用对崩塌的影响最为强烈，这也构成了强震环境下高寒山区边坡崩塌演变发展的独有特征。　　(4)按照岩体变形的力学机制，把天山公路沿线崩塌分为卸荷-拉裂、滑移-拉裂、弯曲-拉裂-倾倒、弯曲-溃曲等4类。根据崩塌形式则可分为滑移式、倾倒式和坠落式3类。天山公路边坡典型崩塌总方量近300万m3，滑移式、坠落式、倾倒式分别占到了总量的46％、30％、24％；稳定、基本稳定、不稳定型分别占到了3％、30％、67％；滑移式崩塌在高寒山区公路路堑边坡中最为普遍，坠落式崩塌、倾倒式崩塌数量基本相近。　　(5)采用冻融-大温差耦合循环来模拟高寒山区环境下不同寒冻风化循环作用年限(15年、30年、50年)，通过试验研究取得了高寒山区硬质岩、中硬岩和软质岩随强寒冻风化年限变化的物理力学性能衰变特征规律。定义了高寒山区“冻融-大温差耦合系数”参数，量化得到各代表性岩石在50年寒冻风化循环周期下的相关冻融-大温差耦合系数，这为后续相关岩质边坡崩塌致灾机制及动态演变规律研究提供了量化的基础参数。　　(6)结合高寒山区强寒冻风化条件，开展了岩石SEM微观扫描实验分析，得出了具有典型高寒山区硬质岩代表性的花岗岩及中硬岩代表性的砂岩随寒冻风化作用下的微观裂隙-宏观物理力学特征演变量化规律方程：即花岗岩、砂岩微观裂隙演变与宏观单轴抗压强度衰减趋势方程、花岗岩、砂岩微观裂隙演变与宏观孔隙率增加趋势方程、花岗岩、砂岩微观裂隙演变与宏观吸水率增加趋势方程等。这些量化关系规律为今后此类地区岩石断裂力学机理的深入研究奠定了一定的技术基础。　　(7)针对强震环境下高寒山区边坡“寒、震、高、陡、切”的5个典型诱发因素，结合现场调研及室内试验成果，针对高寒山区典型的滑移式、倾倒式和坠落式等3大类型公路边坡崩塌，结合卸荷-拉裂、滑移-拉裂、弯曲-拉裂-倾倒、弯曲-溃曲等4种岩体变形的力学机制、破坏机理及力学计算模型，紧密围绕其典型强震及强烈“冻融-大温差耦合作用”寒冻风化条件，引入“冻融-大温差耦合系数”，并考虑地震动载工况，将非连续变形分析技术(DDA)用于相关边坡岩质崩塌稳定性及动态演变规律特征研究；并辅助采用有限元数值分析崩塌灾害体失稳启动与边坡应力、应变间的深层次规律联系。构建出了一套强震环境下高寒山区公路边坡崩塌灾害的理论分析技术体系，并研究得出了相关公路岩质边坡崩塌致灾机制及动态演变规律。在此基础上，选取典型滑移式崩塌工点为具体研究实例，在充分考虑强震环境下的高寒山区冻融-大温差耦合循环作用、强震作用等不利因素的基础上，重点针对自重+冻融+地震工况，深入进行了相应边坡崩塌危岩体稳定性计算分析及关键防治技术研究，并采用数值模拟分析手段进行了关联验证分析。　　通过研究，形成如下创新点：　　(1)针对高寒山区代表性硬质岩、中硬岩、软质岩，设计“冻融-大温差耦合作用”下高寒山区寒冻风化模拟试验，得到了岩石物理力学性质随不同寒冻风化年限(15年、30年、50年)衰变规律，构建了相关物理力学指标线性与非线性方程；初步定义了高寒山区岩石“冻融-大温差耦合系数”，并量化界定了不同种类岩石相关系数与取值范围。为后续相关岩质边坡崩塌致灾机制及动态演变规律研究提供了量化的基础参数。　　(2)紧密围绕高寒山区“冻融-大温差耦合作用”循环次数与岩石微观结构变化之间的相关性，深入分析岩体对应的宏观物理力学指标变化特征，构建了高寒山区典型岩石宏-微观特性本构方程。　　(3)以强震环境下高寒山区的典型强震及“冻融-大温差耦合作用”为基础，结合现场调查与室内外试验，引入“冻融-大温差耦合系数”，并考虑地震动载工况，将非连续变形分析技术(DDA)用于相关边坡崩塌稳定性及动态演变规律特征研究；同时，采用限元分析崩塌灾害体失稳启动与边坡应力、应变间的联系。系统构建了一套强震环境下高寒山区公路边坡崩塌灾害的理论分析技术体系，研究得出了高寒山区公路边坡崩塌致灾机制及动态演变规律。　　(4)系统集成开发了强震环境下高寒山区公路岩质边坡崩塌灾害防治关键技术，并针对崩塌灾害体系统构建了一套“理论计算+经验公式评判+数值模拟应力、应变分析评估”的综合防治决策理论体系，并在具体灾害防治实例中得到了应用验证。