我国自然形成的或者人工回填的高填方土石路堤随处可见,而高填方土石路堤在自然环境下或者人为影响容易下发生滑坡等灾害。因此本课题以北京-秦皇岛高速公路遵化至秦皇岛段为研究对象,现场取样,从剪切特性的角度出发,分析含石量与饱和度对土石填料性质的影响,并利用仿真计算软件探讨暴雨与极端暴雨两种工况下土石边坡的稳定性。进行室内大型直剪试验,将含石量、饱和度作为单一变量,对不同法向应力下土石填料的剪切特性进行了分析和探讨。总结了含石量与饱和度对土石填料剪切破坏模式的影响,发现随着含石量的升高,表观黏聚力和内摩擦角呈现先增加后降低的趋势,而随着饱和度的提升,表观黏聚力降低,内摩擦角先降低后升高。借助非饱和渗流的相关理论知识,使用FISH语言对FLAC3D软件进行二次开发。对渗透系数与渗流边界进行修正,利用Mohr-Coulomb强度理论完成非饱和渗流分析模块的开发,利用geometry命令对每个渗流时间步的入渗量进行更新,完成了降雨入渗模块的开发。基于工程设计图纸,使用3D造型软件Rhino与FLAC3D软件建立符合实际尺寸的高填方土石路堤三维计算模型,再将试验所得参数输入该模型,对暴雨与极端暴雨工况下高填方土石路堤边坡的稳定性展开分析。总结了降雨入渗深度、饱和区的发展与降雨时间的关系,得到了两种工况下土石填料边坡的破坏机理与破坏模式的规律。