深层倾倒破坏是我国西南深切河谷地区陡倾层状岩体中一种常见的不良地质现象。因其规模巨大,存在进一步演化成大型滑坡的可能性,常常对邻近区域的生产建设活动构成威胁。但其形成机理、演化过程及其与该地区大型河流的演化过程的关系等仍需要进一步探索和研究。本文以澜沧江上游古水水电站的坝前深层倾倒变形体为例,对其倾倒变形、破坏特征进行了详细地调查和研究,在此基础上,采用物理模拟、数值模拟等手段对其形成机理、演化过程进行了深入地探索和研究,取得了以下主要成果:(1)调查结果显示,深层倾倒变形体主要发育在澜沧江上游古水水电站坝前上游河段纵向谷左岸,高程2100-2600m范围内。倾倒变形岩体最大深度超过150.3m,顺河方向长度超过1公里,总方量约为6×10~6m3。岩体倾倒程度随高程变化呈现以下特征:高程2100m以下岩体几乎没有产生倾倒变形;高程2100-2300m范围内,岩体倾倒程度随高程增加而逐渐增大;高程2300m以上,岩体倾倒程度随高程增加而逐渐减弱。(2)深层倾倒变形体内结构面发育密度较高,多为顺层或沿原软弱结构面发育;地表岩层倾角随高程不同而出现变化(区域内原始倾角约为75-85°),高程2100m以下,河床以上,岩层倾角约为60-85°;在岸坡中部高程2100-2300m范围内,岩层倾角约为20-50°;在岸坡上部高程2500-2600m范围内岩层倾角约为52-62°;深层倾倒变形体内发育有多个倾倒折断带,平硐内岩层倾角在倾倒折断带附近出现急剧波动。(3)根据研究区深层倾倒变形体的具体发育特点,以岩层倾角、倾倒折断破碎带发育情况、卸荷程度、纵波波速这四个因素作为分级依据,将深层倾倒变形体分为极强倾倒、强倾倒、弱倾倒三个等级。(4)第四纪以来,研究区澜沧江下切了600m以上,尤其是从高程2300m至现今河谷经历一个快速的下切过程,形成了两岸陡峻的河谷地貌。这种地形地貌条件为区内陡倾层状岩体的倾倒变形和破坏提供了良好的外部条件。区内岩层呈反倾陡立状,层面走向基本与坡面一致,岩层厚度在2-20cm之间,构造演化过程中强烈的挤压作用,使得岩体变质作用较明显,从而使得区内岩体呈现出典型的薄层-中厚层层状结构,岩层力学性能表现出明显的各向异性特点,这是区内发育深层倾倒变形、破坏的内在因素。(5)河谷快速下切导致两岸斜坡应力场出现强烈重分布,河谷下切导致的卸荷作用,进一步破坏了岩体结构,在岩体内形成大量卸荷破裂现象。因此在河谷两岸形成较大深度的应力松弛区,使得河谷应力在水平方向上可以划分为三个区,即应力松弛区、应力集中区和原岩应力区。在松弛区内,岩体应力主要受重力场控制。这是促使区内陡倾层状岩体出现深层倾倒变形、破坏的重要原因之一。(6)区内深层倾倒变形是河谷下切过程中长期地质作用的结果,是岩体伴随河谷下切在重力长期作用下的产物。其演化过程可概括为:在河谷早期发育阶段,卸荷作用和应力重分布在河谷两岸形成一个相对深度较浅的应力松弛带,促使松弛带内的陡倾层状岩体在重力作用下向临空方向产生一定程度的倾倒变形;伴随河谷的进一步下切,河谷两岸的应力松弛带进一步向深部和低高程扩展,从而在河谷形成一个更大范围和更大深度的应力松弛带,促使陡倾层状岩体的倾倒变形向深部和斜坡下部进一步扩展。