在降雨条件下,非饱和土边坡内部土水状态不断发生变化,易导致边坡稳定性降低,发生边坡失稳或滑坡灾害,但目前缺乏一种既能反映雨水入渗时边坡内部土水状态的变化规律又能快速分析边坡实时稳定性的方法。本文开展了降雨条件下非饱和土边坡内部渗流场实时变化及其最小势能稳定性分析方法研究,主要内容和成果包含以下几个方面:(1)针对非饱和土边坡,构建降雨条件下的渗流场计算模型,并根据质量守恒定律、渗流的连续性以及非饱和达西定律推导出渗流场控制方程。基于控制方程,考虑坡体的初始含水量分布,分别求解出降雨强度小于、大于饱和渗透系数时坡体中实时含水量分布的解析解,并通过算例和试验验证了解析解结果。(2)通过一种更为简洁的方式计算剪切势能,基于坡体中实时含水量分布的解析解,考虑雨水入渗导致的坡体势能改变,建立了非饱和土边坡的总势能函数,并在计算安全系数时考虑入渗导致土体抗剪强度、自重以及渗透力改变,提出了一种降雨条件下非饱和土边坡最小势能稳定性分析方法。(3)通过5个参数控制构造任意形滑面,基于以上提出的稳定性分析方法,利用遗传算法实现了降雨过程中非饱和土边坡最危险滑面的实时搜索。通过算例与极限平衡法结果对比,验证了文中任意形滑面构造与最危险滑面搜索方法的合理性,并分析了降雨因素对边坡稳定性的影响。(4)基于以上稳定性分析方法和最危险滑面搜索方法,运用MATLAB开发了界面模块、计算模块、搜索模块以及绘图模块,将以上的模块组合封装,完成了降雨条件下非饱和土边坡最小势能稳定性分析程序的开发。利用该程序,可以快速分析降雨条件下边坡的实时稳定性。