澜沧江古水水电站坝前倾倒变形体为一典型的反倾层状岩质高边坡,在长期的坡体演化过程中,边坡的倾倒变形发育程度大、范围广,风化卸荷作用强烈,节理裂隙发育,地震、构造活动强烈,因此边坡的地震稳定性关乎到水电站的安全建设以及稳定运营。在对坝前倾倒变形体开展现场调查的基础上,通过物理模拟和数值模拟相结合对变形体边坡的动力响应特征和稳定性进行研究,并在此基础上提出了变形体边坡的加固措施,具有较大的实际工程价值和理论研究价值,取得主要研究成果如下:(1)对坝前倾倒变形体开展详细调查的基础上,根据倾倒变形特征、岩板倾角、层内最大拉张量、卸荷变形、风化特性等相关指标,将坝前倾倒变形体概化为:A区极强倾倒变形(0～71m)、B区强倾倒变形(13m～112m)、C区弱倾倒变形(29m～未揭露)、D区原岩(90.7m～未揭露),为边坡的动力响应研究提供了地质基础。(2)以坝前倾倒变形体为原型,概化出反倾层状边坡试验模型,采用预制试块的方式搭建模型边坡,并通过自制的模型箱对边坡进行动力加载,研究了反倾层状岩质边坡的动力响应特征和变形破坏过程,结果表明:地震作用下,边坡中的水平和竖向加速度均具有明显的高程放大效应和趋表放大效应,地震动参数的改变对边坡中加速度分布有较大影响。地震力作用下,反倾层状边坡首先在坡脚处出现剪切破坏,并逐步向上扩展,使得边坡中上部岩板发生快速的倾倒变形,并挤压下部岩体,产生较大的岩体压力,导致岩板出现大量折断和剪断,在边坡中的形成贯通的折断面,最终演化为潜在的滑坡体,并可能沿着坡脚剪出,发生整体的剪切滑移破坏。(3)在PFC2D中建立坝前倾倒变形体数值计算模型,通过输入卧龙波对边坡的动力响应规律和变形破坏过程进行分析,试验结果表明:地震作用下,边坡中A区和B区岩体的水平加速度被显著放大,速度时程曲线与输入波相比会发生明显的畸变;C区和D区岩体对水平加速度的放大效应不明显,且速度时程曲线与输入波相比未发生明显畸变。在整个地震过程中,由于加速度的放大效应,边坡上部B区岩体变形趋势较大,将挤压下部A区岩体,造成下部岩体逐步的应力集中,发生缓慢剪切变形,同时由于下部岩体的剪切变形为上部岩体的变形提供空间,上部岩体发生强烈的倾倒变形,并出现逐渐加剧的位移分带特征,岩体在明显的位移分带处出现大量破坏,最终边坡中位移出现突变,边坡中A区和B区岩体由于上部的倾倒变形,下部的剪切的变形,发生整体失稳破坏。地震作用下坝前倾倒变形体的变形破坏过程可分为:坡体震裂—倾倒加剧—坡脚溃屈—剪切滑移。(4)在FLAC3D中建立坝前倾倒变形体计算模型,研究倾倒变形体边坡的动力响应特征,试验结果表明:根据坝前倾倒变形体动力响应及加固有限元数值分析结果表明:地震作用下,坝前倾倒变形体会在断层处应力集中,并且由断层处的小变形引发边坡上部岩体大变形,并逐步出现明显的位移分带特征,最终边坡断层以上高程的A区和B区岩体出现整体的失稳破坏。(5)边坡在开挖掉A区岩体后,在静力条件下表现为岩体浅表层的卸荷松动变形,在强震作用下,表现为B区中上部岩体的整体高位的剪出破坏。地震作用下,开挖边坡在采用“锚索+框架梁”加固后,位移发展被明显约束,坡表附近岩体通过预应力锚索结合形成连续的压缩带,这种压缩效应再通过框架梁传递,大大增了边坡中的压应力,开挖边坡中的拉应力分布范围和拉应力极值明显减小,地震加载过程中,开挖边坡中未出现拉伸塑性区,剪切应变增量极值未出现贯通,边坡的动力稳定性较好。