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高速公路是一种高设计要求的线性工程，其沿线的工程地质条件复杂多变，地形、地貌差异很大，同时又具有比较明显的区域特征，在高速公路的修建过程中不可避免的出现坡体滑塌等地质灾害问题。由于红土在西部省区广泛分布，绝大部分高等级公路不同程度的穿过红土地区。红土地区工程地质条件复杂多样，并受人类工程活动和降雨等诸多因素的影响，高等级公路路堤填筑、边坡开挖过程中诱发的坡体塌滑灾害等一系列问题非常突出。因此，红土地区公路边坡的变形机理及稳定性分析是一件非常复杂而又艰巨的任务。
本文以杭州至兰州高速公路巫山至奉节段沿线的残坡积红土路堑边坡为研究对象，在详细研究了相关区域地质资料和现场工程地质调查的基础上，概述了研究区工程地质条件，分析了红土的工程性质及其边坡的发育分布特征，并对红土边坡进行分类;归纳了红土路堑边坡稳定性的影响因素，建立地质结构模型并分析其破坏模式及变形破坏机理。
最后选择以滑坡为破坏模式的一典型红土路堑边坡为实例，分析此类边坡结构类型及破坏特征，采用地质分析法与数值模拟手段相结合的方法，分析边坡在开挖及降雨作用影响因素下的变形机理及稳定性变化。根据本文的研究内容，主要获得了以下成果:
(1)分析总结巫山至奉节高速公路沿线红土发育的地质背景、分布规律、典型地质剖面特征及其自身的工程性质。红土物理力学性质受地理位置、形成条件等因素影响。通过各种实验方法分析红土的成分及其微观结构（表现出团聚效应），指出红土的宏观工程性质是由其成分及微观结构所决定的。
(2)调查分析研究区红土发育的主要工程地质问题，总结红土边坡的发育分布特征:在地形变化大地势较陡的地区，红土覆盖较薄，稳定性较差;在丘陵等平缓地区，红土相对较厚且稳定性较好。整个线路区的起始两端和中段部分，土质变形边坡发育较多，受降雨等气候因素影响，在雨季的红土边坡发生变形破环较其他时间严重。
(3)分析认为研究区红土路堑边坡的稳定性受内、外两大因素的影响。内因主要有地形地貌、地质构造和地层岩性，外因主要为气象条件、风化作用、水的作用、地震和人类工程活动。在这些因素共同作用下，边坡将发生变形破坏。结合前人的研究成果，归纳得出红土边坡的工程类型及路堑边坡的基本特征，并依据红土层的厚度与下伏基岩埋深关系，给出红土路堑边坡的两种地质模式及对应破坏方式，分析其变形破坏机理。研究区红土路堑边坡的主要破坏类型分为四种:坡面冲蚀、剥落变形、坍塌和滑坡，指出滑坡是研究区内红土路堑边坡的最主要的破坏形式。
(4)选取以滑坡为破坏模式的大水田路堑边坡为分析研究对象，概述其边坡岩土体结构特征。分析边坡变形破坏主要受人类开挖活动和降雨作用因素的影响:边坡开挖使得坡体基本处于极限平衡状态，在未支护前提下，降雨作用使得坡体逐步变形并最终导致滑动破坏。
(5)通过数值模拟软件(Geo-Studio)模拟边坡在开挖及降雨作用下边坡的变形及稳定性变化的过程。模拟结论认为:①坡面的水平位移和垂直位移随开挖的深度增加而增大，最大值出现在开挖坡面中下部位置。②剪应力在开挖后的坡脚处发生应力集中现象，以坡脚为中心，向四周扩散。③开挖导致坡体产生卸荷回弹和应力迁移，靠近开挖面附近的中下部土体的主应力减小，引起了开挖面后土体向低应力区迁移变形，最终导致坡体稳定性降低，坡体处于极限平衡状态。④非饱和红土坡的降雨入渗引起孔隙水压力的上升，特别是对于坡体的表层，基质吸力较降雨前迅速减小局部丧失，坡体岩土体抗剪强度的降低;同时降雨入渗导致坡体含水量增加，增加了滑体的下滑力，对坡体的稳定性产生不利影响。⑤在降雨条件下，由于降雨入渗在坡体表层形成局部饱和区，抗剪强度减小和应力集中会出现张拉裂缝，使得雨水作用加深，影响坡体稳定性。⑥在降雨结束时刻，入渗的雨水并没有充分下渗，而是多集中分布在土坡表层，此时的稳定系数并不是最低;在降雨结束后一天，雨水在土坡体中继续下渗，扩大了雨水影响范围，稳定性系数一般会进一步降低，应力集中超过岩土体极限强度时，屈服面逐步向上延伸直至全部贯通，边坡发生整体滑动破坏。