针对边坡失稳地质灾害给人类及其生存环境造成重大灾难的问题,基于工程地质条件和环境特征,对边坡稳定性进行分析并进行破坏发展趋势预测预警,然后采取相应的安全加固措施,以达到减灾的目的。本文以实际工程为研究对象,根据地质勘察资料和施工条件及层次分析法理论、剩余推力法计算模型和滑动面搜索技术,通过GIS系统评价体系对研究区域进行危险性区划,对危险区域边坡进行危险滑面自动搜索和稳定性计算:基于位移监测数据,应用改进的灰色模型对边坡变形进行预测。最后,以实际工程为背景,根据边坡稳定性分析结果采取相应加固措施,经造价分析与对比,优化设计加固方式。主要研究内容如下:(1)基于GIS技术构建边坡稳定性分析方法。根据地勘资料和现场数据采集,选取影响采区边坡稳定性的10种重要影响指标,转换成栅格图层,基于层次分析理论计算各指标综合影响权重,运用ArcGIS加权叠加工具实现整个采区危险区域划分。根据区域划分结果,建立危险区域典型边坡DEM模型,运用Python创建基于改进的剩余推力计算模型与滑动面自动搜索计算程序,并计算二维和三维边坡稳定系数。(2)完善了两种灰色模型预测方法。基于灰色模型基本理论与滚动序列算法,分别建立灰参数二次拟合以及融合线性、多项式和指数变形规律的组合模型进行变形预测,通过残差值分析两种预测模型的预测精度和效果。(3)优化了边坡加固方案的设计。根据工程地质勘察资料以及公路边坡设计规范要求,结合GIS评价结果提取危险标段典型边坡断面,与Geo-slope计算结果进行对比,并设计锚索、减载、局部减载三种加固方案,通过综合方案对比与工程造价分析,选取适当的设计方案。