在水电建设工程中,倾倒变形体是一个很常见且极其重要的工程地质问题,而发生在陡倾顺层岩体边坡中的倾倒变形相对复杂,其发育的深度、范围,一般受特殊环境条件和岩体自身的力学性能控制,具有独特性。倾倒变形边坡天然状态下稳定性一般较好,而后期电站蓄水,岩体受水作用影响软化、泥化,致其物理力学性质降低,同时受渗透力增大、孔隙水压力的产生、时间效应等的影响其稳定性将会产生一定程度的降低。澜沧江上游某水电站坝前左岸坝前发育大面积倾倒变形体,本文通过具体的工程实践,以工程地质条件及分析倾倒变形体基本特征为基础,深入研究了倾倒变形体变形发育分布规律、破坏特征、成因机制等。以“地质过程机制分析”方法为基础,并结合多种数值模拟手段,通过二维离散元分析该倾倒变形体成因机制,利用三维有限元及刚体极限平衡理论分析评价其稳定性,对工程建设的顺利进行以及建成后的正常运行是很有必要的。本文主要研究内容及取得的成果如下:(1)该倾倒变形体距离坝址约310m,垂向分布范围2150m~2500m高程,地表坡度为28°~42°,植被覆盖较少。根据现场地质勘查,两个平缓台地发育高程为2150m及2300m,高程2150m以下直至河边可见基岩出露。倾倒变形体横向宽度约为300m~1070m,呈现上部较窄而下部较为开阔的扇形分布,水平发育深度约为90.7m~111.2m,总体积约700×104m3。(2)该倾倒变形体问题与以往澜沧江河谷发育倾倒变形问题极为相似,倾倒变形岩体力学边界主要受岩体结构以及河谷地形两个方面因素所控制。(3)该倾倒变形区构造抬升作用强烈,澜沧江河谷下切迅速,岩体卸荷回弹,岩层产生弯曲-倾倒变形。倾倒变形体内中部以及中下部发育两处关键断层,倾倒变形体沿断层产生剪切滑动,倾倒变形体历史演化过程中受断层影响发生剪切滑移变形。其倾倒变形模式由上至下可大致分为两个区:上部倾倒弯曲、折断区,中下部倾倒弯曲剪切滑移区。(4)采用二维离散元软件(UDEC)模拟河谷下切过程中倾倒变形边坡的变形破坏特征,得出陡倾层状岩体经历:(1)微(未)倾倒变形阶段(2)倾倒-弯曲蠕变阶段(3)弯曲强烈、裂缝近贯通阶段(4)滑移失稳阶段。(5)基于摩尔库伦准则,运用FLAC-3D软件对倾倒变形体边坡水库蓄水前后应力应变特征进行模拟计算分析,得出以下结论:水库未蓄水状态,坝前倾倒变形体处于相对稳定的状态,水库蓄水后受孔隙水压力增大和岩土体强度降低的影响,坝前倾倒变形体稳定性有所降低,在地震等不利荷载作用下倾倒变形体存在失稳破坏的可能。水库蓄水后强倾倒变形体整体稳定性良好,而极强倾倒变形体整体、局部稳定性都相对较差。(6)基于对倾倒变形体边坡工程地质条件、倾倒变形特征、成因机制等认识,对倾倒变形体进行破坏模式分类,并基于刚体极限平衡理论,对其稳定性状况进行评价,得出以下基本结论:水库蓄水前极强倾倒变形岩体安全储备相对较低,蓄水后极强倾倒变形体在多种工况下(暴雨、地震),均存在失稳破坏的可能。而强倾倒变形体对比蓄水前,蓄水后稳定性有所降低,但其安全储备较高,处于稳定状态。(7)倾倒变形体失稳危害性在边坡稳定性计算分析结果的基础之上,考虑极强倾倒可能发生的两种滑移失稳破坏模式,根据能量法及谢德格尔法对极强倾倒变形体失稳块体入水速度进行计算,得出两种方法的滑速均值分别为6.15m/s、12.67m/s,根据滑速及失稳体积用三种方法对其在坝址处可能造成的涌浪高度进行预测,得最高涌浪分别为:(6.01m,12.59m);(4.93m;10.32m);(2.48m;4.37m)。