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边坡是人类生产及工程活动最基本最常见的自然地质环境之一,而岩质边坡是地面岩石工程的主要形式,按形成的条件,它可分为自然边坡(斜坡)和人工开挖边坡两种类型。在我国,随着一系列大型工程的实施,出现了许多岩质高边坡工程(如水电坝肩高边坡、管道线路斜切坡、交通工程开挖高边坡等等),为了减少和防止各种岩质高边坡事故的发生,有必要加大复杂地质条件中岩质高边坡稳定性的基础研究和加强重大工程边坡稳定性的应用研究。
本论文对岩质高边坡稳定性分析的主要方法进行研究对比,总结了不同历史条件下岩质高边坡稳定性研究方法的特点和适用性；继而对目前研究岩质高边坡研究中非线性动力学理论的引用进行必要性和可行性分析。再结合工程实例以非线性理论对岩质高边坡演化进行系统分析及以突变理论对边坡失稳机制进行定量和半定量的分析研究。
非线性是复杂的自然过程和人为事物的本质特征之一。它源于系统的物质性和开放性所造成的复杂性,并反映着系统内在的及内外的各种相互作用和总体行为。边坡岩体是不连续的复杂地质体,确定性只是其部分特征,非线性、不确定性是其主要特征,由岩土介质构成的边坡也成为具有高度非线性特征的复杂开放系统。在岩质高边坡系统甲,岩体单元与边坡系统的物质运动、结构演化,及其变形、破坏和失稳的过程中都体现了系统力学过程的复杂性和非线性。传统的数学、力学的确定力理论和方法并不能从本质上反映岩体的复杂行为；在对边坡地质条件深入研究的基础上,从系统的非线性着手,进一步探索其某种普适性的内在规律和演化过程,以突变理论研究边坡稳定性问题更为合适,应用NDS理论研究岩质边坡是大有裨益的。
对于复杂地质条件下的岩质高边坡,首先对边坡的工程地质条件进行详细描述。边坡的节理裂隙特征是影响其结构、性质的主要因素,因此对岩体中节理裂隙的发育情况进行了声波测试及分维值特性分析,可以得到边坡岩体的完整性分类,初步判定边坡系统的结构分区；再由分维值特征,确定岩体节理裂隙的发育特征,明确边坡系统受节理裂隙的作用性质。进而对岩质高边坡进行几何结构分区,对受应力集中和分异作用显著的顺坡倾向岩层的性质给出定性描述。结合数值模拟软件FLAC3D,模拟边坡的应力场特征,确定边坡系统的结构和性质。同时,模拟边坡开挖后应力状态和位移特征,对比分析拉应力对边坡结构和性质的影响。
对岩质高边坡失稳演化建立力学模型,得到弯曲-拉裂和剪切滑移模式下的力学平衡条件,由平衡曲面特征得到边坡的尖点突变模型,进而给出边坡失稳的临近状态(突变的力学判据)。再以澜沧江8＃断面边坡为工程实例,对岩质高边坡的破坏变形特征进行详细描述,分析边坡系统的自组织演化行为,即边坡岩体和边坡系统耗散结构的形成机制。进一步针对弯曲.拉裂、剪切滑移的失稳模式对澜沧江边坡进行NDS分析计算,以量化分析边坡失稳的临界状态和控制因素,最后对岩质高边坡失稳机制的非线性演化模式做出判断。另外,对锚固作用于边坡稳定性的贡献做出半定量的分析,以求为相关的边坡工程提供参考。