现如今地震频发,地质灾害给人类造成了严重的生命危害和巨大的经济损失。强烈的地震动摧毁建筑物,诱发次生地质灾害,如山体滑坡、泥石流、堰塞湖等。因此,使得边坡地震稳定性的分析预测成为岩土工程和地震工程研究的重大任务。边坡地震稳定性的分析方法主要有理论公式法、数值模拟法和振动台试验法。然而,由于振动频率的限制,振动台试验法无法真实模拟高边坡实际尺寸,进而无法真实地模拟地震波在边坡中的传播。寻求满足边坡体中地震波传播的波场的物理相似性的物理模拟方法,成为边坡地震响应物理模拟研究的一个关键技术问题。本文首先进行入射面内振动波场激振与观测技术的研究,其中包括点源激振合成平面波的理论研究,点源激振实现平面波斜入射的方法研究以及不同震相的观测技术的研究。接着设计具有直、凸、凹三种典型形态的均质边坡,按波动问题的相似准则,满足物理和几何的相似性原理,选择合适的模型材料;以及根据模型边界波动反射的规律设计合理的模型边界。采用断面振动的点源激振,按照惠更斯原理叠加生成不同方向入射的平面P和SV波入射在相似模型中产生的弹性波场,模拟边坡体内波场分布。补充采集P和SV波入射激振的模型试验数据,结合课题小组之前已完成SH波激振及部分P波激振模型实验数据和研究成果,实现三种代表性形态边坡对任意方向P、SV波入射激振的地震响应。结果分析可知:结合之前研究的垂直入射(0°)及30°、45°斜入射得到的结果,得到直坡模型板中P波在垂直入射(0°)时振动最激烈,其他角度斜入射时边坡振动会不同程度的减弱。直坡模型板中SV波在-75°、-30°斜入射(背坡面斜入射)激振下边坡能量分布特征可知,边坡在-30°斜入射激振时受到的振动要比-75°斜入射激振时要强烈。另外,边坡能量分布在坡面处比较强烈,存在能量聚集现象。分析在直坡、凸坡、凹坡三种边坡模型坡面的能量强弱,得到在模型凸坡坡面上的能量要大于直坡坡面上的能量,直坡坡面上的能量要强于凹坡坡面上的能量。研究得到直坡、凸坡、凹坡在15°、60°斜入射P波和SV波激振下的动力响应同样存在一定的强弱交替变化规律。