土质边坡在降雨条件下易形成滑坡灾害，采用表面硬化等传统方法防止降雨入渗边坡时，存在运行过程中表面开裂导致其防护功能失效的问题.从生态优先与长期有效性角度，采用上细/下粗的非饱和二元结构地层阻隔降雨入渗防护边坡.利用系列物理模型试验，研究降雨条件下不同边坡角度（10°、20°、30°和40°）与不同地层岩性特征（亚砂土/粗砂、亚砂土/砂砾、亚砂土/圆砾和亚砂土/角砾）对其阻隔降雨入渗的影响，并提出了细/粗二元结构地层抑制降雨入渗的综合阻隔能力的评估方法.结果表明：（1）采用亮蓝示踪剂可直接观测非饱和二元结构地层对降雨入渗边坡的阻隔过程.（2）二元结构的综合阻隔能力随粗粒层粒径和不均匀系数的增加而增强.（3）无降雨条件下，增加边坡角度能促进二元结构地层排水；在降雨条件下，亚砂土/砾砂二元结构粗粒层稳定排水强度和降雨入渗综合阻隔能力均随边坡角度呈先增加后减少的规律，建议最优边坡角度范围为25°～27°.研究成果对边坡稳定治理具有重要参考价值.