边坡稳定性问题作为岩土工程研究领域中的重要课题,广泛涉及到公路、铁路、水利工程、建筑基坑、煤矿等基础建设中。边坡稳定性问题主要研究:边坡稳定性的预测与加固效果预测。通过对边坡稳定性的预测与加固预测,可以快速、直观地判断出边坡的状态。边坡加固效果模拟可以近似仿真现场加固效果,低成本获得较优的边坡加固方案,从而为边坡加固方案的现场实施提供一定的科学参考。本文基于理论分析和数值模拟,系统分析了考虑渗流场作用下高边坡的稳定性与加固效果,主要完成了以下几个方面的研究工作:(1)系统概述了岩土屈服准则和岩土微观破坏机理、边坡破坏的判别准则以及边坡强度折减法等基本理论。(2)研究了边坡在自重作用下的变形、塑性区、安全系数等特征,并且进一步研究了边坡在渗流场、应力场耦合作用情况下的稳定性和破坏规律。为了简化预测系统,详细对比了渗流场作用下和代替重度法的边坡稳定性差异,为建立有效的边坡稳定性预测系统提供了理论基础。(3)基于神经网络理论,对比了几个训练函数的准确性,并且确定了几个影响因素(重度、内聚力、内摩擦角、坡角、坡高等)作为输入层,建立了5*12*1的神经网络预测高边坡稳定性的诊断平台。通过大量的边坡数值模拟结果作为训练样本,并且验证了神经网络的准确性;并在以上基础上,对诊断平台进行深入研究,建立了边坡加固效果神经网络预测系统,确定了多个影响因素(重度、内聚力、内摩擦角、坡角、坡高、加固前安全系数、土钉长度、土钉间隔、土钉角度、网喷厚度等)作为输入层,建立10*16*1的神经网络诊断平台,将大量规范中的加固方案作为训练样本,并且验证其准确性。(4)结合上述神经网络诊断平台,先对徐济高速公路边坡进行稳定性预测,然后通过边坡加固神经网络预测制定加固方案,最后通过Flac3D模拟加固方案,详细了解边坡受力状态并对预测结果验证。