山区沟谷特殊的地形条件使得陡坡高路堤的破坏模式和变形特性不同于一般路堤。如何理解V型冲沟的三维空间效应,并在此基础上提出相适应的支挡技术是目前山区高等级公路建设迫切需要解决的问题。本文通过数值模拟、模型试验及理论分析,对影响山区陡坡高路堤稳定性和变形的主要因素、束口地形条件下路堤中的土拱效应、砂土类大比例相似比模型试验以及陡坡高路堤的支挡技术进行了分析研究,主要结论如下:1、通过文献和工程调研,将山区陡坡高路堤分为折线型全填路堤、折线型半填半挖路堤、直线型全填路堤和直线型半填半挖路堤四类。2、有限元强度折减法的分析结果表明:填高和陡坡坡度的变化会对路堤的安全系数、破坏模式和变形特性产生影响;路堤越高,地基陡坡段的陡坡坡度越大,安全系数越低,但是陡坡坡度的影响程度较小。3、基于二维路堤模型和三维路堤模型的对比研究得出:陡坡坡度、沟底宽度、侧岸坡度和路堤填高会对冲沟地形的三维空间效应产生不同程度的影响。相比于二维路堤,在考虑冲沟地形三维空间效应的作用下,路堤填高、陡坡坡度、沟底宽度、侧岸坡度对路堤安全系数的提高分别为1.12-1.16倍、1.15-1.16倍、1.05-1.12倍、1.07-1.22 倍。4、在考虑冲沟地形三维空间效应的作用下,路堤填高从20m增加到40m,三维路堤的变形相比二维路堤减小12%-19%;陡坡坡度从25°增加到40°,三维路堤的变形相比二维路堤减小变形减小11.5%-16.7%;三维路堤的变形小于二维路堤,路堤变形的增速小于二维路堤。5、基于数值模拟和理论分析得出,束口型冲沟路堤土拱效应的形成与冲沟特殊地形有密切的关系;束口型冲沟陡坡高路堤中的土拱效应主要发生在路堤的底部高2-7m处,两侧基岸实际上充当了直接拱脚和摩擦拱脚的作用。土体的内摩擦角和黏聚力对土拱效应的形成有显著影响。在10°-20°范围内增大内摩擦角有利于土拱效应的形成;当黏聚力达到15kPa时,土拱效应的作用范围明显减弱。6、直线型陡坡高路堤在考虑冲沟三维空间效应的影响下,三维路堤的安全系数大于二维路堤安全系数的1.09-1.15倍;三维路堤的变形小于二维路堤的变形。7、相比于单一的挡土墙,挡土墙和土工格栅的组合支挡结构不仅能够提高路堤的稳定性还能有效的限制路堤的侧向变形。