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在边坡物质和结构一定条件下,坡形是控制削方高边坡稳定性的主要因素。削方高边坡坡形由坡高、坡率、台阶高度、马道宽度四个要素构成,如何兼顾四个要素,确定安全经济的削方边坡是工程实践中的难点问题之一,也是地质工程中的热点问题之一。兰州低丘缓坡区由于平山造地工程形成了大量的削方边坡,这些削方边坡稳定性直接关系着工程区内居民的生命财产和工程设施安全。因此,系统开展兰州低丘缓坡区黄土削方高边坡最优削坡方案研究,不仅对兰州城市开发具有现实意义和实用价值,而且在地质工程的削方边坡设计方面也具有显著的理论意义。本文依据兰州黄土削方边坡特点,采用正交试验法设计了具有不同坡高、坡率、台阶高度、马道宽度的1080个削方边坡模型;采用GeoStudio软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块分别模拟和计算了边坡在暴雨工况下的渗流场和天然、暴雨、地震工况下的稳定性,采用敏感性系数法和正交试验法分析了边坡稳定性对坡形参数的敏感性;依据计算结果,基于MATLAB工具构建了兰州黄土削方边坡的安全和危险坡形包络面,提出了符合安全经济原则的最优削坡方案。将本文提出的边坡稳定性包络面应用于定性评价兰州市城关区太平洋场地削方边坡稳定性,并用定量评价结果进行了验证;采用FLAC3D模拟了太平洋场地削方边坡在地震工况下的位移及应力特征,预测了削方边坡变形破坏区段及其变形破坏模式。论文得到主要成果如下:（1）兰州黄土削方边坡在天然、暴雨、地震工况下的稳定性随着坡高增加而大幅降低,危险边坡数量增加,安全边坡数量减少。天然工况下30m、60m边坡整体上都较稳定,而120m、150m边坡稳定性降低明显。在坡高相同时,暴雨工况下边坡稳定性与天然工况相差较小;而地震工况下边坡稳定性相较于天然工况明显降低,危险边坡数量大幅增加,且坡高越大,变化幅度越大。（2）相同坡高条件下,削方边坡稳定性与坡率、台阶高度负相关,与马道宽度正相关。敏感性系数法和正交试验法得出的削方边坡稳定性对坡形参数敏感性结果一致,即由高到低为:马道、坡率、台高。其中,正交试验法通过对三个因素做给定显著性水平α的F检验,得到马道和坡率对边坡稳定性影响具有高度显著性,台高有影响但不显著。（3）MATLAB工具可以方便形成不同工况下不同坡高的安全和危险边坡坡形包络面,该包络面可以用于类比评价物质结构相同边坡的稳定性,指导边坡设计。在安全坡形参数的基础上,综合单宽削方量小、坡脚开挖长度大,提出了不同坡高下兰州地区与太平洋场地黄土性质相似的削方边坡最优坡形方案:30m坡高的最优削坡方案为9m台高、1/0.3坡率、3m马道;60m坡高的最优削坡方案为7m台高、1/0.5坡率、5m马道;90m坡高的最优削坡方案为8m台高、1/1.2坡率、3m马道;120m坡高的最优削坡方案为6m台高、1/1.2坡率、4m马道;150m坡高的最优削坡方案为5m台高、1/1.1坡率、5m马道。（4）基于安全和危险坡形包络面的稳定性类比评价结果与定量计算结果基本一致,即:六个削方边坡在天然工况和暴雨工况下都处于基本稳定状态,在地震工况下Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ边坡处于失稳或欠稳定状态,Ⅴ-Ⅴ、Ⅵ-Ⅵ边坡处于基本稳定状态。对比结果表明,采用安全和危险坡形包络面进行边坡稳定性类比评价具有较高可信度。（5）FLAC3D模拟结果显示,边坡合位移由表层至深部、后部至前部呈现出逐渐减小的变化特征,且在Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ边坡表层后半部分位移最大。坡顶部位出现较多拉张塑性区,坡脚和坡体内剪切塑性区较多,从边坡侧面可见坡体内出现贯通的塑性区条带,且沿着Ⅳ-Ⅳ剖面所在部位平面图,可见该部位坡体内塑性区条带也已贯通。由强度折减法计算的边坡稳定性系数为0.996。综合结果表明边坡在地震工况下将失稳,边坡变形破坏力学模式具有蠕滑-拉裂的特征。