我国地震烈度Ⅵ度以上黄土地区面积达33.51万平方公里,各类黄土滑坡造成的地质灾害非常严重。2013年甘肃岷县漳县Ms6.6级地震前一周内持续降雨,导致土体含水量大幅增加、抗剪强度显著降低,地震引发了大量黄土滑坡,此次滑坡是降雨与地震耦合作用诱发黄土滑坡的一个典型例证。通过直剪试验、X-Ray实验、扫描电镜实验和CT扫描实验研究了不同含水量对Q₃黄土抗剪强度参数的影响规律,揭示了浸水后黄土微结构特征及其变形机理。基于由刚性块体和塑性体组成的黄土边坡失稳机理,求得了相应的上限解,提出了块体极限分析方法。构建了由平面（直线）和弧面（曲线）组成的黄土边坡滑动轨迹模型,建立了黄土边坡滑动块体力学方程,给出了边坡失稳临界加速度系数和块体滑动位移的解。针对黄土边坡模型进行了大型振动台试验,验证了降雨与地震耦合作用下黄土边坡破坏滑动模型和位移。揭示了黄土边坡滑块和滑动轨迹的成因,给出了判断黄土边坡破坏的滑动位移值。论文主要完成了以下工作:1.含水量对黄土抗剪强度的影响规律及其微结构机理通过黄土直剪试验,测定了黄土抗剪强度参数;通过X-Ray实验,分析了土样中的主要化学成分及占比,表明了黄土颗粒中含有易溶盐和难溶盐。通过扫描电镜实验,提取了放大倍数为500倍和1000倍的图像,表明马兰黄土属于粒状结构类型。通过CT扫描实验,扫描了浸水前后的土样,采用Matlab软件分析了图像的总孔隙面积（体积）、最大孔隙面积（体积）及最大孔隙质心位置,浸水前后土样中孔隙的变化。综合研究了含水量对黄土抗剪强度参数的影响规律,并揭示了浸水后黄土颗粒形态、孔隙特征和胶结程度等微结构特征及其变形机理。2.黄土边坡失稳的块体极限分析方法研究利用极限分析上限理论,基于黄土边坡失稳模式,提出了两块体和三块体折线型黄土边坡失稳机理,考虑了不同坡高比的情形,研究了四种条件下黄土边坡的稳定率:（I）自然状态;（II）地震作用;（III）降雨作用;（IV）降雨与地震耦合作用。所得结果与已有研究进行了比较,建立了黄土边坡稳定率与传统边坡安全系数之间的关系,提出了边坡失稳的块体极限分析方法。3.降雨与地震耦合作用下黄土边坡块体滑动位移研究利用块体滑动位移法（永久位移法）,基于黄土边坡破坏滑动模型,提出了多块体黄土边坡破坏机理,该模型滑移线由直线和弧线两部分组成。根据牛顿第二定律,建立了滑动块体的运动力学方程,通过积分,求得了临界加速度系数和块体滑动位移的解。地震加速度系数大于临界地震加速系数时,黄土边坡开始变形滑动,即出现位移。边坡滑移块体较大时,地震加速度系数对于滑动位移的影响较小,反之则大,且随地震加速度系数的增大,块体滑动位移也增大;随滑移时间的增加,块体较大的滑体位移更大;滑动块体间的夹角越大,位移则越小,且滑动块体越大,位移减小越快;滑移块体交界面倾角的方向不同,滑动块体位移变化较大。求解黄土边坡的动态安全系数值,可得该时刻块体滑动过程中土体的动剪切强度。4.降雨与地震耦合作用下黄土边坡振动台试验研究以兰州新区某一天然Q₃马兰黄土边坡为原型,利用相似比制作了黄土边坡模型。首先采用降雨强度为15mm/h,总降雨量为50mm的人工降雨渗透试验。然后采用正弦波、汶川波和岷县波三种加载波,共计15个工况,每个加载工况时长约为50s,XTDIC位移测试系统监测了瞬态位移。试验数据研究表明:在黄土边坡某一位置,出现了加速度放大效应,其最大加速度放大系数约为2.6,给出了Q₃黄土在地震作用下的液化判断标准。加载至600gal、700gal、800gal、976gal和1300gal五个工况时,出现了x方向、y方向、z方向和绝对位移（u_x、u_y、u_z和u_a）。结果表明:在加速度放大系数最大位置,黄土坡面破坏最严重,滑动位移最大。加载至600gal时,出现了u_x、u_y、u_z;加载至700gal时,出现了u_a;加载至1300gal时,u_amax为138mm;加载至800gal时,坡面出现了液化现象。黄土边坡滑移面为坡内湿润线位置,滑动位移是降雨与地震耦合作用的结果。Δu_y的变化（大小和方向）,是形成滑块曲线轨迹的原因,不同测点位移差是形成滑动块体的原因。u_a=3.63cm可作为黄土边坡失稳破坏的一个判据。该研究可为黄土边坡设计和治理提供理论依据。