古水水电站坝前倾倒变形体为一典型的反倾岩质高边坡,在长期的地质历史演化中,边坡产生强烈的倾倒变形现象。虽然坡体倾倒变形程度大,范围广,但在自然无人为扰动状态下,坝前倾倒变形体还是能够维持自身稳定。水电站修建后库区不可避免需要蓄水,蓄水后倾倒变形边坡的稳定性关乎水电站运营及下游人民的安全,显得尤为重要。而目前关于倾倒变形边坡蓄水响应的研究却相对匮乏,鉴于此本文以古水水电站坝前倾倒变形体为研究对象,在前期资料收集和现场地质调查的基础上,利用室内物理试验方法对反倾层状岩质边坡的蓄水响应进行研究,采用UDEC对蓄水作用下坝前倾倒变形体的变形破坏特征进行数值分析,而后根据试验与数值分析的结果,设计相应的加固方案并验证其支护效果。具有较大的理论意义工程价值,取得的主要研究成果如下:(1)通过对坝前倾倒变形体上具备勘探条件的平硐(PD15、PD17)进行系统的编录与分析,得出坝前倾倒变形体由坡表至坡体内部倾倒变形的发育类型分别为:倾倒坠覆、倾倒蠕变、倾倒-弯曲、倾倒-折断。在此基础上根据岩层倾角、层内最大拉张量等相关指标对古水水电站坝前倾倒变形体倾倒程度进行分区:“A区(极强倾倒)”、“B区(强倾倒)”、“C区(弱倾倒)”和“D区(原岩未倾倒)”。(2)以古水水电站坝前倾倒变形体为地质原型,概化还原成反倾层状岩质边坡模型,根据相似原理确定模型大小,参数选取等,然后预制岩块与裂隙,按照模型设计图堆砌边坡。利用吸水泵完成蓄水模拟试验。结果表明:蓄水作用下反倾层状岩质边坡的变形是自下而上,低高程往高高程发展的,但破坏模式却不是单一的,坡脚岩体主要以折断变形为主,中下部岩体以弯曲—滑塌复合破坏为主,中部岩体主要发生脆性折断破坏,坡体后缘发生较大沉降变形。反倾层状岩质边坡在蓄水作用下的变形破坏具有明显分期,分段性。大致可分为以下两个阶段:坡脚长时蠕变破坏,坡表岩体短时崩塌破坏(中下部岩体递进滑塌、中部坡表岩体短时崩塌破坏)。(3)在坝前倾倒变形体地质原型基础上,采用UDEC软件对坝前倾倒变形体蓄水响应特征进行了研究。结果表明:蓄水作用下坝前倾倒变形体的变形破坏过程可分为三个阶段:(1)坡脚滑动破坏边坡;(2)中下部滑体分级滑动;(3)边坡中部岩体倾倒转动、崩塌阶段。其变形破坏模式为“上拉下剪”。(4)蓄水对倾倒变形边坡的影响中,动水压力造成的变形破坏程度往往强于静水压力。蓄水过程中,坡体稳定性在蓄水初期会有小幅提高,此时边坡以压密变形为主。(5)根据反倾层状岩质边坡蓄水物理试验和坝前倾倒变形体蓄水数值分析所获得的边坡变形破坏特征,选取岩土体堆积反压坡脚和框架锚索锚固两种加固方法,设计三种方案,通过UDEC软件验证加固效果。得出:方案一(高程2250m以下坡脚反压)、方案二(坡脚反压+高程2250m～2310m布置预应力锚索)加固后边坡中下部浅表层岩体仍会产生一定程度的变形,效果上均不能满足安全性要求;方案三(坡脚反压+高程2250m～2310m布置预应力锚索)加固后浅表层岩体变形得到有效抑制,效果上满足安全性要求。结果表明:对于坝前倾倒变形体蓄水条件下的加固措施应侧重抑制坡脚滑移和水位线以下浅表层岩体剪切滑移-崩塌破坏。坡脚反压和中部岩体锚固组合加固措施能够有效阻止蓄水过程中坝前倾倒变形体的变形发展,保证边坡在蓄水过程中及蓄水完成后的稳定性。