在高速公路建设过程中,常发生由于开挖而引发的边坡失稳破坏现象,导致施工停滞,甚至造成人身和财产的损失。目前,对边坡开挖工程已有了大量的研究,形成了较为丰富和完善的理论知识,但影响边坡的稳定性的因素较多并且十分复杂,不同条件作用下产生的影响也会有所不同,如何准确分析边坡的变形破坏机制以及开挖过程中的稳定性然后进行合理有效的防治是高速公路建设的所面临的关键问题。因此,本文以成宜高速公路DK0+100～EK0+420段边坡为研究对象,根据边坡实际的地质条件和变形破坏情况,分析边坡的变形破坏机制、稳定性影响因素以及开挖过程中稳定性的变化,最后根据稳定分析提出合理有效的防治方案,为类似边坡开挖工程提供参考,研究的主要内容如下:(1)通过区域地质资料的收集和实地调研,发现该边坡具有缓倾顺层岩质边坡的特征,上部覆盖层主要为含碎石粉质黏土,下伏基岩为强风化页岩和中分化砂岩,其中页岩在构造及风化作用的影响下,岩体破碎,再加上长期降雨的影响页岩和砂岩接触面间形成软弱层面,由于开挖导致软弱层面出露,在持续降雨和失去侧向支撑力作用下,边坡沿该层面发生滑移—拉裂破坏。(2)利用有限元强度折减法,分析不同因素对边坡稳定性的影响,通过安全系数和剪应变增量图,判断各因素变化下边坡稳定性的发展趋势,并且利用MATLAB拟合安全系数与影响因素之间的数学关系。然后,运用灰色关联法对各影响因素进行敏感性分析,发现黏聚力(8(8、内摩擦角以及开挖平台的敏感程度最大,其余次之,说明该影响该边坡稳定性的主控因素为岩体自身的抗剪强度以及开挖平台的宽度。(3)运用FLAC3D软件模拟边坡在天然状态、分步开挖以及降雨作用下应力、应变、位移等分布特征,分析实际开挖过程中边坡稳定性的变化情况。模拟结果表明:开挖导致边坡应力场进行重新调整,位移量明显增大,剪应变增量逐渐出现贯通的趋势,在降雨作用下边坡的位移量急剧增大,塑性区和剪应变增量已经完全贯通,剪出口位移软硬岩层接触面,说明边坡受开挖和降雨的影响沿软弱层面发生失稳破坏,目前处于不稳定状态。(4)从最大不平衡力监测数据分析可知,随着坡体开挖量的不断增加,坡体的不平衡力也逐渐增大,第六步开挖后不平衡力达到最大。然而当第五步开挖完成后,由于软硬岩层接触面出露,导致最大不平衡力并未衰减至零,说明此时边坡已经处于不稳定状态,通过分析监测点位移变化曲线,发现最大位移主要集中在第三、四、五级边坡,与实际情况相符合。根据每一步开挖后的安全系数可以看出,边坡的稳定性并非一直降低,而是呈先上升后减小的趋势,开挖后在降雨的影响下,安全系数达到最低。(5)通过对边坡的稳定性进行分析可知,边坡目前处于不稳定的状态,为了阻止边坡进一步发生变形破坏,采取了回填反压的应急治理方案。为确保公路在正常运营期间的安全,提出了清方+抗滑桩+坡面防护+截排水沟+后缘裂缝回填的综合治理方案,并且利用FLAC3D对治理后的边坡进行了稳定性分析,满足公路边坡稳定性的要求,说明治理方案合理有效,达到了本次研究的目的。