我国是一个地震多发国家,特别是在中西部地区。地震的发生为偶然事件,发生频率并不大,但其一旦发生所造成的破坏却是灾难性的,对于高等级公路也不例外。无论是路基本身,还是支挡结构,其在动荷载作用下将经历一个非常复杂的力学过程,并会对路基结构的安全性产生重要影响。然而在以前的研究中,很少涉及路基填土的动力学特性以及路基结构在地震荷载作用下的稳定性,现行《公路工程抗震设计规范》对地震动力荷载作用主要是以区域地震烈度作为唯一的参考依据,没有考虑地震振动频率和地震持续时间等特性,因此无法真实反映路基结构在地震作用时的特性。本文针对以上问题,对路基结构的动力稳定性通过拟静力方法、大型地震模拟振动台试验以及有限元方法进行了研究,主要研究内容如下:1.对路基结构动力稳定性计算的拟静力公式进行了改进。对于挡土墙,在地震荷载作用下挡墙加速度受到影响,在计算挡土墙土压力时考虑地震加速度分布系数的影响;对于路基,通过引入加速度分布系数对地震惯性力进行了改进,并提出了路基边坡拟静力稳定计算的公式。2.建立了地震荷载作用下路基残余变形的计算方法。针对一般的弹塑性本构模型不能计算应力点在屈服面以内产生的塑性变形,基于边界面的概念,以Mohr-Column屈服函数为基础,建立了路基土体的动力本构模型。利用自编程序模拟了动三轴剪切试验结果,并与ABAQUS计算结果比较,证明了开发成果的正确性。3.进行了路基结构地震模拟振动台模型试验。完成了1∶20比尺的路基结构的大型振动台模型试验,通过输入不同类型、幅值、频率的地震波和白噪声激励,探讨地震作用下路基结构的动力特性与动力响应规律,分析了地震动参数对动力特性和动力响应的影响,研究了挡土墙土压力的变化以及路基边坡的残余变形。4.采用有限元方法对路基结构的动力稳定性进行了研究。利用ABAQSU有限元分析软件建立了二个路基边坡动力数值分析模型,并与振动台模型试验的结果进行验证。在此基础上,采用11种地震波的输入,分析了地震荷载作用下路基结构的动力稳定性,分别研究了地震荷载的振幅、频率和持时等动参数对路基结构的影响。