边坡稳定性分析是土力学的三大经典问题之一,也是岩土工程中的重要课题。我国西北地区黄土地层全、类型多、分布广、厚度大,在黄土地区进行公路和铁路建设时,面临着大量高边坡问题,如何保证黄土高边坡的稳定性,公路和铁路建设的关键问题之一。同时处于高边坡上的桥梁墩台桩基,其受力较为复杂。桩基除了承受桩顶传来的上部竖向和水平荷载外,桩侧还要承受坡体的推力作用,兼有主动桩和被动桩的特性。本文以宁夏固原地区的新建铁路工程为背景,以黄土地区典型的路堑高边坡、高边坡上的桥梁桥台和桥墩为对象,通过基于材料非线性的有限元数值仿真技术,系统研究了高边坡的稳定性、桥台—桩基—边坡体系和桥墩承台—桩基—边坡体系最不利荷载下的稳定性和力学行为。通过基于有限元强度折减法的多级黄土路堑高边坡的稳定研究,得出不同的湿陷程度对边坡稳定承载力存在较大影响,因此影响黄土高边坡稳定性的关键是黄土湿陷引起的强度折减。同时多级黄土路堑边坡破坏首先从底层坡脚开始,坡脚应力集中导致土的剪切强度首先达到峰值而破坏,从而导致坡肩开裂并将其不能承担的剪应力向临近点传递,使其强度降低；随着剪应力的依次传递,最后整个滑移面的强度均降低后,滑移面开始整体滑塌而破坏。通过对黄土高边坡上桥台—桩基—边坡体系基于非线性有限元的分析得出,在正常使用的最不利荷载工况下,桥台—桩基—边坡体系失稳的主要原因是桩底土体的破坏；边坡-桥台-桩基体系在加载至最大承载力的过程中,边坡土体没有出现明显的滑移面,说明只要桥台偏离边坡一定距离,可保证边坡的稳定性。当桩侧土体具有明显分层性质时,桩基应力在土层分界部位较大,容易出现了塑性屈服区域,反映出高边坡上桥台承受较大桩后土推力的受力特点。通过对黄土高边坡上桥墩承台—桩基—边坡体系基于非线性有限元的分析得出,正常使用的最不利荷载情况下边坡-承台-桩基体系失稳的主要原因是桩侧黄土破坏,桩身和土体滑移分离,桩基失去竖向承载能力。对于桩侧土体全部为黄土的桥墩桩基,在最不利荷载下桩基应力在桩顶部位较大,且最先开裂,建议应加强桩顶和承台连接部位的配筋和构造设计。同时,桩基应力和位移结果表明,沿纵向和横向不同部位桩基的受力存在较大的差异,反映出较强的群桩受力的非同步效应和桩后土体的土推力作用。