摘要：为克服基于hoek-brown强度准则的屈服面数值奇异问题,提出新的棱角处屈服面圆化方法,在此基础上,借助ABAQUS二次开发平台,采用FORTRAN语言编制理想弹塑性模型子程序,应力更新算法为完全隐式的向后欧拉积分算法;提出基于hoek-brown准则的有限元强度折减技术,并将其嵌入到圆化后的屈服函数中,探讨了强度折减技术应用于Mohr-Coulomb强度准则和hoek-brown非线性强度准则的异同点。对某圆形隧洞的模拟分析表明,围岩应力和塑性区的数值计算结果和解析结果吻合很好;对某岩质边坡的模拟分析表明,与等效Mohr-Coulomb模型的线性强度折减技术相比,基于hoek-brown模型的非线性强度折减技术获得的潜在滑动面位置较浅、形状较陡,更符合岩质边坡滑动面的特征,两个算例验证了该圆化方法和非线性强度折减技术的正确性和适用性。

摘要：基于hoek-brown准则,针对该准则中与围岩稳定性相关联因素,如最大主应力σ1、最小主应力σ3、岩石强度指标GSI和岩石单轴抗压强度σci,对水电站大型地下洞室围岩稳定性的影响开展分析,建立相关数值计算模型和方案,分析σ1、σ3、GSI和σci影响下大型地下洞室围岩变形、塑性区深度的变化规律。研究结果表明:根据不同σ1、σ3、GSI和σci条件下地下洞室围岩变形、塑性区深度的变化规律,可将围岩变形和塑性区深度划分为3个阶段:基本不变阶段、缓变阶段、陡变阶段。根据洞室围岩的塑性区特征,并结合洞室变形趋势等可将围岩变形和塑性区划分为自稳域、可控域、不可控域,得到基于hoek-brown准则的水电站地下洞室地应力-岩体强度-围岩稳定关系。自稳域对应地下洞室围岩处于稳定或基本处于稳定状态;可控域对应围岩有一定的变形或松弛破坏,但在一定支护策略下可控制变形或维持围岩稳定;不可控域对应围岩变形或松弛破坏较为明显,在一般支护策略下无法控制围岩变形或维持围岩稳定。根据研究成果可对hoek-brown准则下不同地应力大小、不同岩体强度的地下洞室进行围岩稳定性综合评判,用于系统指导地下洞室群的全过程设计和建设。

摘要：hoek-brown经验强度准则具有能够反应岩体的固有特点和非线性破坏特征,解释低应力、拉应力区及最小主应力对强度的影响等特点,已成为岩体工程中应用最广泛的准则之一。但是,在确定hoek-brown准则参数时主观因素影响较大。分析了hoek-brown准则中完整岩石经验常数mi、完整岩体单轴抗压强度σci、地质强度指标GSI、岩体弱化因子D等参数对内摩擦角、粘聚力c以及边坡安全系数F影响的敏感性,以期对hoek-brown准则参数取值提供帮助。

摘要：爆破开挖作业引起的扰动与损伤,特别是频繁爆破产生的累积损伤效应,必然导致岩体完整性降低,岩体力学参数弱化,从而威胁岩体工程稳定性。考虑岩体爆破损伤及其累积效应,指出了hoek-brown(赫克-布朗)准则及其改进公式的不足,引入完整性系数K v和损伤因子D,建立了可以表征岩体爆破累积损伤效应、岩体爆破扰动状态及其力学参数弱化程度的mb和s的取值方法。基于声速变化与爆破累积损伤效应之间的联系,建立了以岩体声速降低率η为基准量的岩体爆破累积损伤扩展模型,并将该模型成功应用于提出的hoek-brown准则修正公式中。根据现场模拟爆破试验与声波测试数据,对提出的修正公式进行了分析,结果表明,建立的考虑岩体爆破累积损伤效应的hoek-brown准则修正公式是合理的。

摘要：简要论述目前岩体抗剪强度确定方法,以黄河上游玛尔挡水电站坝基岩体为例,在岩体质量分级基础上,引入规范建议值及现场原位大型剪切试验结果,建立岩体抗剪强度指标与BQ岩体质量分级的相关关系。同时利用实测资料建立BQ与GSI的相关关系,运用hoek-brown准则估算各试验点岩体的抗剪强度指标。结果表明,采用该研究成果较符合工程实际,而采用hoek-brown准则估算的等效内摩擦因数偏小,黏聚力则偏大很多。误差分析表明,这一结果主要是由hoek-brown准则中最小主应力的取值范围引起的,据此提出公式应用中需注意的问题及相应解决方法。

摘要：hoek-brown强度准则广泛应用于各向同性的完整岩石和较破碎的节理化岩体,但不能反映岩石或岩体的各向异性特征。在hoek-brown准则的基础上,引入与岩体微结构面张量aij和加载方向lij相关的各向异性参数,对参数mb和s进行改进,提出一种各向异性强度准则,并进行参数敏感性分析,采用试验数据进行对比验证。结果表明:提出的各向异性强度准则能够很好地反映岩体强度随加载方向改变而变化的特征,并且可退化为广义的各向同性hoek-brown强度准则。微结构张量偏量的主值?i对岩体材料的强度各向异性特征影响显著,直接决定着材料的各向异性程度;微结构张量主值的平均值η0,主要影响岩体的总体强度;材料弹塑性参数?对岩体材料的强度各向异性特征影响相对较小。

摘要：建立在岩体各向同性基础上的hoek-brown经验强度准则被广泛地应用于地下和边坡工程的设计与安全评估。但hoek-brown准则不能直接用来处理层(片)状岩体如板岩或页岩以及含有1或2组优势结构面岩体的强度问题,因为这类岩体往往沿层(片)理或优势结构面破坏,必须对准则加以改进。基于对hoek-brown经验破坏准则的深入研究,通过对层状岩体完整岩石试件定义的改进,提出用hoek-brown准则的一个很重要的参数,即完整岩石试件的单轴抗压强度σci来表征层状岩体强度随层面倾角的变化规律以及应用hoek-brown准则来分析层状岩体强度的方法。按照该方法对南水北调西线工程场区不同层面倾角板岩岩石试件进行单轴、三轴压缩试验。根据对试验结果的统计分析,确定不同层面倾角板岩岩体的hoek-brown经验破坏准则的相关参数,建立不同层面倾角板岩岩体的hoek-brown强度准则。此外,还获得完整岩石试件的单轴抗压强度σci随层面倾角的变化规律,建立南水北调西线工程场区板岩岩体的hoek-brown经验破坏准则的统一表达式,并预测围压为10,15,20和25MPa下南水北调西线工程场区板岩岩体的三轴强度随层面倾角的变化规律。本文的工作可以为类似工程提供借鉴。

摘要：通过对华成矿露天灰岩矿山Ⅰ区边坡建立FLAC 3D数值模拟模型,再基于hoek-brown与Mohr-Coulomb两种本构模型对岩质边坡进行数值模拟计算。通过模拟得出的位移云图、应力云图、最大剪应变增量图、位移矢量图与边坡安全系数,进行对比分析,得出hoek-brown屈服准则在低应力与拉应力区对坡体的分析有着很好的效果,并且模拟的结果更符合岩质边坡的实际现场的工程监测状况。

摘要：现行隧道设计中广泛采用荷载-结构法,其中合理地确定围岩抗力系数至关重要。文章基于可较好反映岩体非线性破坏特征及可解释岩体拉应力区及低应力区对围岩强度影响的hoek-brown准则,以符合理想弹塑性模型的深埋圆形隧道为研究对象,分析了围岩的应力及位移,进而依据Winkler假定求得围岩抗力系数的计算公式,并依托郑万高铁向家湾隧道工程进行了工程应用分析。研究结果表明:(1)基于hoek-brown准则的围岩抗力系数计算方法综合考虑了岩体的应力状态、结构及岩块强度等因素的影响,更为符合实际;(2)现场应用时,可通过岩石饱和单轴压缩试验、岩体及岩石弹性波速试验,先确定BQ以近似确定GSI,进而确定岩体参数,实现参数的定量化选取;(3)依托向家湾隧道的工程应用情况表明,围岩抗力系数的计算结果接近规范的建议区间,一定程度上说明了计算结果的合理性。

摘要：针对hoek-brown(H-B)准则在数值计算中的奇异点问题,论述了主应力空间中H-B屈服准则的应力回映算法,给出了应力回映区域的判定方法、应力更新方程式和一致切线模量的表达式。采用C++语言编制了节理围岩弹塑性有限元求解程序,通过与FLAC软件计算结果的对比,得出计算位移最大误差为5.36%,验证了所编程序的正确性。针对岩石材料力学参数难以确定的问题,引入差异进化算法,自主开发了DE-FEM位移反分析程序,并将其应用于吉林省高丽沟隧道洞口段工程。结果表明,通过反演所得位移最大误差为8.96%,反演程序具有较高的精确性和实用性,该方法能够为类似工程的安全设计提供参考和帮助。