倾倒变形边坡在我国西南地区普遍存在,虽然坡体在自然状态下已经产生了严重的倾倒变形,且坡表岩体呈碎裂-散体结构,但是边坡依然能保持自身稳定,而库区蓄水后边坡产生变形响应,对于倾倒变形岸坡的稳定性研究具有至关重要指导意义。鉴于此,本文以课题中倾倒变形边坡为依托工程,在野外调查工作和实测资料收集的基础上,利用地质力学和数值分析方法定性和定量的分析边坡应力场特征,然后结合实际调查的边坡岩体结构特征及倾倒变形特征,分析倾倒变形边坡保持稳定的原因,并利用物理模拟试验及数值分析方法研究倾倒边坡在库水作用下产生大变形或破坏的机理及其稳定性。主要研究成果如下:(1)总结归纳出了倾倒变形边坡的一般工程地质条件及其分区原则:倾倒变形边坡主要发育于西南地区深切峡谷地带,临空条件好,坡体岩性主要为千枚岩、板岩等软岩或软硬相间互层。倾倒变形岩体多具有弯曲、折断、坠覆、拉张等变形现象。一般可将其分为极强倾倒变形区、强倾倒变形区和弱倾倒变形区。(2)倾倒变形岩体具有“倾斜错缝式砌体结构”的特征,该结构使得倾倒变形边坡浅表部倾倒坠覆区岩体具有“错缝式砌体碎裂结构力学-变形效应”和斜坡演化过程导致的“坡角高应力约束效应”而保持自身稳定。而根据岩块接触类型不同,又可分为正压作用型,倾向挤压作用型,反向挤压作用型,并分析了不同接触形式的稳定性计算。(3)以苗尾库区倾倒变形边坡为地质原型,结合一般倾倒变形边坡的工程地质特征及坡体结构特征抽象概化出具有倾斜砌体结构的倾倒变形边坡的试验模型,并设计了模型的尺寸及岩层倾角等参数。根据相似量纲分析原理确定了模型试验的相似常数,开展了模型斜坡岩体的选材和配比试验等,通过比较遴选出模型试验的最优相似材料和相应的配合比。选取了铝合金框架模型箱。按照试验所需选取了相应的测量元器件并对试验测点布置进行设计,按照试验目的确定了蓄水方案。(4)物理模拟试验结果表明良好的临空条件是倾倒变形边坡产生再变形的必要条件,倾倒体的失稳是由坡脚开始的,并逐渐向坡体上部发展,同时坡体后缘出现张拉裂隙并追踪原有结构面发育,待后缘裂隙与逐渐错动的切层节理连接形成贯通的滑面时,边坡即发生破坏。(5)倾倒变形边坡的库水作用主要包括两部分:水力作用和物理软化作用。其中水力作用主要表现在水位抬升后,裂隙中孔隙水压力和坡体内应力的相互耦合作用,使得边坡岩体产生变形和结构改变。倾倒变形边坡在蓄水后产生大变形或破坏的原因是坡脚岩体应力的改变以及水岩流固耦合作用下岩体结构发生改变,使得坡体丧失了保持自身稳定性的两个条件,且其变形模式表现为渐进后退式的逐步小规模滑塌。