倾倒变形作为高陡岩质边坡变形破坏的一种典型形式,不仅分布范围广,变形规模大,且成因机制复杂,时刻影响着人类工程建设活动的安全。反倾层状岩质边坡破坏边界的抗剪强度,对边坡稳定性评价及变形趋势预测起着至关重要的作用。而现阶段关于岩质边坡破坏边界的研究较为少见,因此对反倾层状岩质边坡破坏边界的抗剪强度进行研究,对倾倒边坡的研究具有重要的理论和实际意义。本文对典型倾倒变形体实例的发育特征及地质条件进行统计,根据最常见的坡形参数,采用块体离散元软件（UDEC）建立数值模型,对反倾岩质边坡破坏边界的空间展布特征进行研究。设计了含垂层裂隙的反倾层状岩质边坡大型离心模拟试验,对破坏边界的演化特征及介质组成展开研究。将三维激光扫描技术和3D打印技术相结合制作结构面模具,采用水泥砂浆浇筑人工结构面试样,开展常法向应力下的结构面剪切试验。基于试验结果分析和理论推导建立反倾岩质边坡破坏边界的抗剪强度计算模型。最后通过模型对比和数值分析对取值方法的可靠性进行验证。本文主要研究内容如下:（1）对典型倾倒变形体实例的空间分布特征、岩性组成以及微地貌特征进行归纳,并对倾倒变形体的岩层倾角、斜坡坡角和相对高差进行统计和分析。基于对统计结果的认识,建立反倾层状岩质边坡块体离散元模型。根据数值试验结果,对破坏边界的空间展布特征进行研究。得出结论:反倾层状岩质边坡破坏边界由坡趾处开始发育,沿着垂直层面的方向,向坡体内部延伸,完全贯通后破坏边界的中心线与层面法向量近似平行。（2）根据破坏边界具有垂直层面展布的特点,设计了一组含垂层裂隙的反倾层状岩质边坡模型,并对其进行大型离心模拟试验。根据传感器的监测数据以及高速摄像机所记录的高清影像,可将离心试验中模型的变形过程分为7个阶段,分别为:层面压缩、张拉裂缝形成、岩层反弯、张拉裂缝闭合、岩层弯曲加剧、仅破坏边界以上岩体变形以及失稳。（3）通过对离心模拟试验结果分析,认为反倾层状岩质边坡破坏边界的演化过程可分为三个阶段,分别为:一级破坏边界演化阶段、二级破坏边界演化阶段以及失稳阶段。基于对试验现象和试验结束后拆模时所揭示出的迹象分析,根据介质组成的不同,可将破坏边界分为三类:（1）反倾岩质边坡破坏边界发展初期,破坏边界由坡脚处向坡体内部发展,此时破坏边界未完全贯通,其强度由硬性结构面和岩桥组成;（2）随着演化的进行,破坏边界的岩桥部分不断被裂隙所贯通,形成完全贯通的裂隙,此时破坏边界的强度完全由硬性结构面组成;（3）破坏边界完全贯通后,随着演化的进行,靠近坡脚处组成破坏边界的硬性结构面岩体因应力集中被压碎,此时破坏边界的强度由硬性结构面和破碎岩体组成。（4）结构面剪切试验具有高度的不可重复性。针对该特点,本文提出了全新的研究手段:利用三维激光扫描仪对天然结构面进行点云数据的提取,建模后导入3D打印机制作结构面模具,再使用水泥砂浆批量仿制含天然结构面形貌的人工结构面试样。并开展常法向应力下的人工结构面剪切试验,通过数据分析和理论推导建立硬性结构面抗剪强度计算模型。该模型使用三维参数表征结构面形貌特征的各向异性,并引入抗拉强度参数来反映结构面材料属性对剪切强度的影响。（5）将本文建立的硬性结构面抗剪强度模型用于计算贯通裂隙组成的破坏边界的抗剪强度。按照连通率将遵循Mohr-Coulomb准则的岩体抗剪强度和本文建立的硬性结构面抗剪强度计算模型进行加权,用于计算由硬性结构面和岩桥组成的破坏边界的抗剪强度。将破碎岩体占整条贯通破坏边界的比值定义为破碎度ξ。按照破碎度将Hoek-Brown准则和本文建立的硬性结构面抗剪强度计算模型进行加权,用于计算由硬性结构面和破碎岩体组成的破坏边界的抗剪强度。（6）通过与Barton模型的对比分析,验证了本文所提出的硬性结构面抗剪强度计算模型的可靠性。并使用该模型计算黄河上游某水电站库区反倾岩质斜坡破坏边界中的15个硬性结构面试样的抗剪强度,计算结果和试验值较为接近,论证了模型的工程适用性。最后通过颗粒流数值分析,验证了按照占比对两种介质的强度进行加权的方法,来计算反倾层状岩质边坡破坏边界的抗剪强度具有可靠性。