倾倒变形是反倾岩质边坡最主要的变形破坏形式,我国西南地区,已发现许多深切河谷一侧的反倾边坡发育大型深层倾倒变形体,最大倾倒深度甚至超过300m。但目前对反倾边坡的倾倒变形机理的研究仍不够完善,尤其是软硬互层反倾边坡。本文以反倾边坡为主要研究对象,首先通过现场调查、资料整理等对50个倾倒变形体实例进行统计分析,初步探明了反倾边坡倾倒变形体的分布规律及发育特征,并通过大型离心模型试验及离散元数值模拟等方法,对反倾层状边坡的倾倒变形机理及影响因素进行了比较系统的研究。本文主要研究内容和取得的成果如下:(1)通过对50个倾倒变形体实例的现场调查、资料整理和归纳分析,对倾倒变形体的地理分布规律及主要发育特征进行了明确,对倾倒发育强度与坡高、坡角、倾角等结构因素的关系进行了统计分析。统计表明倾倒变形在青藏高原东南缘地区分布广泛,通常沿江河分布;明确了对倾倒变形最有利的斜坡工程地质条件:位于纵向V型河谷一侧、坡高300~600m、岩性软硬相间、凸形坡等,且坡角40°、倾角80°、坡高400左右时,对反倾边坡稳定性最不利。(2)通过对前人针对单一岩性层状反倾边坡的离心模型试验进行离散元数值模拟,进一步明确了倾倒变形破坏机制及坡角、倾角、材料参数的影响规律。反倾边坡变形破坏可分弹性、塑性和破坏三个阶段;只有在坡角与倾角组合满足一定条件时,才可能发生倾倒变形;揭示了最终破裂面的形态及位置,近似呈直线型,与层面法向小角度相交;采用单因素分析法,发现了倾角60°～80°时,边坡最容易破坏。(3)通过离心模型试验,对软硬互层反倾边坡变形机制进行研究,得出了边坡在约40g时发生破坏,破坏面呈弧形,与单一岩性边坡破裂面明显不同。(4)基于正交设计原理,通过离散元数值模拟,对软硬互层边坡离心模型试验进行了扩展研究,揭示了边坡形态结构特征、软硬岩参数比、层面力学参数对反倾边坡稳定性的影响规律。研究表明,边坡形态结构因素的影响由大到小依次为坡角、坡高、坡形、倾角、层厚比、层厚;软硬岩参数比的影响由大到小依次为块体密度比、体积模量比、摩擦角比、剪切模量比、抗拉强度比、黏聚力比;层面力学参数的影响由大到小依次为内摩擦角、黏聚力、体积模量、剪切模量。(5)通过对位移监测曲线、层面受力分布、锚索受力特征等的分析,对反倾边坡的监测预警方案进行探讨,并提出一种可预判破裂面位置的方法。揭示了层面法向应力在破裂面处附近发生明显突变的规律;发现各锚索轴力最大值点的连线即为最可能发生倾倒折断的破裂面位置。