Stability Analysis of Soil‑rock Mixture Slope under Earthquake

Kangqi LIU; Hongyan LIU

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201909030

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Stability Analysis of Soil‑rock Mixture Slope under Earthquake

更新时间：2025-09-25

- Stability Analysis of Soil‑rock Mixture Slope under Earthquake
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 42, Issue 1, Pages: 224-230(2022)
- 作者机构：
  
  1.中国地质大学（北京）工程技术学院，北京 100083
  2.自然资源部深部地质钻探技术重点实验室，北京 100083
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201909030
  CLC： TU443
- Published：28 February 2022
- 稿件说明：
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刘康琦,刘红岩.地震作用下土石混合体边坡稳定性分析研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):224-230.

LIU Kangqi,LIU Hongyan.Stability Analysis of Soil‑rock Mixture Slope under Earthquake[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):224-230.
刘康琦,刘红岩.地震作用下土石混合体边坡稳定性分析研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(01):224-230. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201909030.

LIU Kangqi,LIU Hongyan.Stability Analysis of Soil‑rock Mixture Slope under Earthquake[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(01):224-230. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201909030.

摘要

目前对边坡进行的动力分析多是针对土质边坡或岩质边坡，忽略了土石混合体边坡这一特殊岩土体边坡，而少有的研究中都是将土石混合体边坡简化为等效均质土坡，忽略了块石的存在。利用数字图像处理技术，建立某一实际土石混合体边坡的细观结构模型，利用有限差分软件FLAC3D的动力分析模块分析对比了等效均质土坡与土石混合体边坡在地震荷载作用下的变形及稳定性。结果表明：土石混合体边坡在地震作用下首先在坡脚处出现剪切破坏，随作用时间增加逐渐在顶部产生拉裂破坏，最终形成完整的破坏带；土石混合体边坡的滑面受石块位置制约，具有“绕石现象”；在相同地震荷载作用下，土石混合体边坡破坏区贯通比等效均质土坡慢，最终产生的永久位移比等效均质土坡产生的永久位移小，块石的存在增加了土石混合体边坡的抗剪强度，提高了其稳定性。

Abstract

At present， the dynamic analysis of slope mainly focuses on soil slope or rock slope， but ignores soil-rock mixture slope which is a special geomaterial slope. However， few studies have simplified the soil-rock mixture slope into equivalent homogeneous soil slope， ignoring the existence of block rock. By using digital image processing technology， a meso-structure model of an actual soil-rock mixture slope is established， and the deformation and stability of equivalent homogeneous soil slope and soil-mixture slope under seismic load are analyzed and compared by using the dynamic analysis module of FLAC3D software. The following conclusions are drawn： the soil-rock mixture slope first appears shear failure at the foot of the slope under earthquake； then gradually develops tensile failure at the top with the increase of action time； finally forms a complete failure zone. The sliding surface of the soil-rock mixture slope is restricted by the position of the rock and has the phenomenon called stone-winding phenomenon. Under the same seismic load， the failure zone of soil-rock mixture slope is slower than that of the equivalent soil slope， and the final permanent displacement is smaller than that of the equivalent soil slope. The existence of block stones increases the shear strength and stability of soil-rock mixture slope.

关键词

Keywords

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Yin Y P ， Wang F W ， Sun P . Landslide hazards triggered by the 2008 Wenchuan earthquake， Sichuan， China ［J］. Landslides ， 2009 ， 6 （ 2 ）： 139 - 151 .

徐光兴，姚令侃，高召宁，等 . 边坡动力特性与动力响应的大型振动台模型试验研究［J］. 岩石力学与工程学报， 2008 ， 27 （ 3 ）： 624 - 632 .

Xu G X ， Yao L K ， Gao Z N ， et al . Large-scale shaking table model test study on dynamic characteristics and dynamic responses of slope ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2008 ， 27 （ 3 ）： 624 - 632 . （in Chinese）

郑颖人，叶海林，黄润秋 . 地震边坡破坏机制及其破裂面的分析探讨［J］. 岩石力学与工程学报， 2009 ， 28 （ 8 ）： 1714 - 1723 .

Zheng Y R ， Ye H L ， Huang R Q . Analysis and discussion of failure mechanism and fracture surface of slope under earthquake ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2009 ， 28 （ 8 ）： 1714 - 1723 . （in Chinese）

言志信，曹小红，张刘平，等 . 地震作用下黄土边坡动力响应数值分析［J］. 岩土力学， 2011 ， 32 （增2 ）： 610 - 614 .

Yan Z X ， Cao X H ， Zhang L P ， et al . Numerical analysis of loess slope dynamic response under earthquake ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2011 ， 32 （ Sup2 ）： 610 - 614 . （in Chinese）

Liu J Y ， Liu J K ， Su Z Q ， et al . Numerical simulation of roadbed slope under seismic action in permafrost regions ［J］. Sciences in Cold and Arid Regions ， 2013 ， 5 （ 5 ）： 540 ‑ 547 .

Lu L ， Wang Z J ， Song M L ， et al . Stability analysis of slopes with ground water during earthquakes ［J］. Engineering Geology ， 2015 ， 193 ： 288 - 296 .

谭儒蛟，李明生，徐鹏逍，等 . 地震作用下边坡岩体动力稳定性数值模拟［J］. 岩石力学与工程学报， 2009 ， 28 （增2 ）： 3986 - 3992 .

Tan R J ， Li M S ， Xu P X ， et al . Numerical simulation of dynamic stability of slope rock mass under seismic loading ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering . 2009 ， 28 （ Sup2 ）： 3986 - 3992 . （in Chinese）

Gali M L ， Arunakumari G . Seismic stability analysis of a himalayan rock slope ［J］. Rock Mechanics and Rock Engineering ， 2010 ， 43 （ 6 ）： 831 - 843 .

姜彤，刘远征，马瑾 . 节理岩质边坡地震时程响应分析［J］. 岩石力学与工程学报， 2013 ， 32 （增2 ）： 3938 - 3944 .

Jiang T ， Liu Y Z ， Ma J . Time history response analysis of jointed rock slope under seismic loads ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2013 ， 32 （ Sup2 ）： 3938 - 3944 . （in Chinese）

Srikrishnan S ， John L P ， Hemant A . Impact of earthquake on mining slopes—a numerical approach ［J］. Arabian Journal of Geosciences ， 2014 ， 7 （ 12 ）： 5193 - 5208 .

Jiang X Y ， Cui P ， Liu C Z . A chart-based seismic stability analysis method for rock slopes using hoek-brown failure criterion ［J］. Engineering Geology ， 2016 ， 209 ： 196 - 208 .

Che A L ， Yang H K ， Wang B ， et al . Wave propagations through jointed rock masses and their effects on the stability of slopes ［J］. Engineering Geology ， 2013 ， 201 ： 45 - 56 .

Valentin S G ， Erik E ， Jeffrey R M ， et al . On the seismic response of deep-seated rock slope instabilities — Insights from numerical modeling ［J］. Engineering Geology ， 2015 ， 193 ： 1 - 18 .

Azizabadi H R M ， Mansouri H ， Fouche O . Coupling of two methods， waveform superposition and numerical， to model blast vibration effect on slope stability in jointed rock masses ［J］. Computers and Geotechnics ， 2014 ， 61 ： 42 - 49 .

卞康，刘建，胡训健，等 . 含顺层断续节理岩质边坡地震作用下的破坏模式与动力响应研究［J］. 岩土力学， 2018 ， 39 （ 8 ）： 3029 - 3037 .

Bian K ， Liu J ， Hu X J ， et al . Study on failure mode and dynamic response of rock slope with non-persistent joint under earthquake ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2018 ， 39 （ 8 ）： 3029 - 3037 . （in Chinese）

Zhou Z J ， Ren C N ， Xu G J ， et al . Dynamic failure mode and dynamic response of high slope using shaking table test ［J］. Shock & Vibration ， 2019 ， 2019 ： 1 - 19 .

徐文杰，谭儒蛟，杨传俊 . 基于附加质量的土石混合体边坡地震响应研究［J］. 岩石力学与工程学报， 2009 ， 28 （增1 ）： 3168 - 3175 .

Xu W J ， Tan R J ， Yang Ch J . Research on seismic response of soil-rock mixture slope based on added mass ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2009 ， 28 （ Sup1 ）： 3168 - 3175 . （in Chinese）

Xu W J ， Xu Q ， Hu R L . Study on the shear strength of soil–rock mixture by large scale direct shear test .［J］. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences ， 2011 ， 48 （ 8 ）： 1235 - 1247 .

Xu W J ， Yue Z Q ， Hu R L . Study on the mesostructure and mesomechanical characteristics of the soil-rock mixture using digital image processing based finite element method ［J］. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences ， 2008 ， 45 （ 5 ）： 749 ‑ 762 .

Han J J ， Liu B X ， Zhang D L . Stability analysis of S-RMS under seismic loading ［J］. Advanced Materials Research ， 2011 ， 261-263 ： 1336 - 1340 .

Chen S ， Yue Z Q ， Tham L G . Digital Image-based numerical modeling method for prediction of inhomogeneous rock failure ［J］. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences ， 2004 ， 41 （ 6 ）： 939 ‑ 957 .

郑颖人，叶海林，黄润秋，等 . 边坡地震稳定性分析探讨［J］. 地震工程与工程振动， 2010 ， 30 （ 2 ）： 173 - 180 .

Zheng Y R ， Ye H L ， Huang R Q ， et al . Study on the seismic stability analysis of a slope ［J］. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2010 ， 30 （ 2 ）： 173 - 180 . （in Chinese）

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