在重力的作用下,在强度低、单层厚度小的岩体形成的反倾层状边坡中,岩体会发生向临空方向的弯曲变形,形成深度较大的倾倒变形,即深层倾倒变形。此类变形发育时间长、岩体倾倒深度大,最终会形成大规模的地质灾害。开展深层倾倒变形演化的研究,分析深层倾倒变形关键致灾因子及成灾模式,对全面了解深层倾倒变形的产生机制及演化规律具有指导意义。因此,本文收集了典型深层倾倒变形边坡相关资料,分析了深层倾倒变形影响因子。在野外调查及资料收集的基础上,以澜沧江古水水电站坝前倾倒变形体为研究对象,通过室内离心模型试验与离散元数值模拟软件,模拟了自然条件下反倾边坡在河谷下切作用下的变形演化过程,研究了深层倾倒变形的关键致灾因子及成灾模式。取得的研究成果如下:(1)阐述了深层倾倒变形工程地质模型。对于深层倾倒变形体,可根据相关指标(岩板倾倒角、层内最大拉张量、层内单位拉张量、岩体的卸荷变形、岩体的风化程度、纵波波速、岩体变形特征)将深层倾倒变形体划分为四个区域:极强倾倒变形A区、强倾倒变形B区(强倾倒变形上段B1区、强倾变形下段B2区)、弱倾倒变形C区、原岩D区。(2)结合典型深层倾倒变形边坡相关资料,将深层倾倒变形影响因子归纳为孕灾背景因子、致灾诱发因子两类。孕灾背景因子包括地质环境、地层岩性、边坡坡脚、岩层倾角,致灾诱发因子包括临空条件、地震、蓄水、降雨、人工扰动。利用离散元数值分析,得到临空条件是深层倾倒变形关键致灾因子。(3)以澜沧江古水水电站坝前倾倒变形体为研究对象,采用预制试块、逐级开挖的方式模拟自然条件下河谷下切作用,通过5阶段边坡室内离心模型试验,研究了深层倾倒变形的成灾过程,结果表明:(1)反倾层状岩质边坡深层倾倒变形的产生及发展过程可分为线性变形阶段、加速变形阶段、稳定变形阶段;(2)在深层倾倒变形的发育过程中,坡体内部能够形成多级弯折带,弯折带的发育及贯通会影响边坡的最终演化;(3)临空条件是深层倾倒变形的关键致灾因子,其影响着反倾边坡的变形模式、变形范围、岩体变形特征;(4)反倾边坡深层倾倒变形的成灾过程可概化为:岩层倾倒弯曲–多级弯折带形成–岩体沿某级弯折带剪切失稳。(4)选择与室内离心试验相同的地质剖面,通过离散元软件模拟了古水水电站坝前倾倒变变形体的演化过程,研究了边坡临空面角度与岩体倾倒变形程度及变形破坏模式的关系,通过选择定量指标(边坡变形特征、岩体结构特征、宏观破坏迹象)及定性指标(最大倾倒角、后缘拉裂缝长度、层内最大拉张量)对数值计算结果进行分析,得到了岩体倾倒程度、岩体倾倒折断深度与开挖角度的关系,通过定量指标统计得到了岩层最大倾倒角、后缘拉裂缝长度、层内最大拉张量、最大倾倒折断深度随开挖角度的回归关系,选用岩层最大倾倒角、后缘拉裂缝长度、层内最大拉张量和开挖角度,建立边坡深层倾倒变形成灾模式表。