浅论hoek-brown强度准则在岩体工程中的应用研究

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1、西北农林科技大学硕士学位论文Hoek-Brown强度准则在岩体工程中的应用研究姓名：黄高峰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李宗利20080501Hoek_Brown强度准则在岩体工程中的应用研究摘要岩体力学参数的合理确定是岩体工程中一项基础的工作，是岩体工程实践中存在的一个重要问题，直接关系到岩体工程的安全性和经济性。本文针对岩土工程中常用的Hoek．Brown强度准则进行了初步探讨研究，详细介绍了Hoek．Brown强度准则的表达形式、准则中参数的不同选取方法，并对其适用条件等因素进行了探讨。以此为基础推导了Hoek—Bro、vn准则参数到Mollr．C

2、ouloInb准则参数的等效转换。利用敏感性分析方法对Hoek．Br0、m准则中四个参数进行了敏感性分析。最后对两个工程实例应用Hoek．Brown强度准则进行了稳定性分析，并将其结果与Mol小Coulonlb准则结果进行对比。基于有限差分法和强度折减法，应用敏感性分析理论对Hoek．Br0Ⅵ，Il准则中四个参数的敏感性进行了研究。敏感性分析结果表明，岩石单轴抗压强度仃一地质强度指标G．钳、完整岩石常数聊，和扰动系数D四个影响参数对三类岩质边坡稳定性表现出相似的敏感性，可认为四个影响参数变化率与边坡安全系数变化率之间均为线性关系；敏感性按照大小顺序为G研>D>仃。，

3、>％；对不同的聊。，G阱对摩擦角矽的影响规律基本一致，但随着聊，的增大，≯极值点对应的G甜值逐渐右移，趋于G钳=90；对于同一G．孵，历，从小到大变化时，≯的变化幅度在减小。最后，作者分析了扰动系数D对Mol卅Coulomb准则参数的影响规律。综合实例边坡和地下隧道工程分析结果可以得出，基于相同强度准则，采用有限差分法和极限平衡法得到的边坡安全系数基本吻合，数值差异很小。但不同强度准则得到的结果有一定差异，基于Hoek．Bro、)l，n屈服准则得到的边坡安全系数要小于基于Mohr．Coulo埘【b屈服准则得到的结果。基于Hoek—Brown屈服准则，通过极限平衡法和

4、有限差分法计算得到的潜在滑移面位置基本一致，但略小于基于MonCouloInb屈服准则的计算结果。Hoek．BrowrIl准则计算结果显示位移、塑性区范围均稍大于由Mol小Coulonlb屈服准则的计算结果。Hoek．Brown准则在岩体稳定分析中考虑了施工开挖扰动对岩体力学参数的影响，体现了动态过程，因此Hoek．Brown准则在分析节理岩体稳定性方面存在明显的优势。关键词：Hoek-Brow-11强度准则；岩体力学参数确定；敏感性分析；工程应用APPLICATIONI之ESEARCHOFTHEHOEK．BROⅥ门NSTRENGTHCRITERIoNTOROCKM

5、ASSENGrNEERINGABSTRACTThedetenninationofrockmech狐csp踟etersreasom出lyisabasalworkont：herockproject，wKchisaIlimport锄tissuei11tlleengine嘶ngpractice锄disrelatedt0tlle∞curi够锄decoIlomydirectly．TheHoek—Browns臼汜ngmcriterionuSedcommolllyingeotecⅢcaJeI培ineeringh嬲beenStlJdiedprelimiIla巧inⅡlispaper．

6、Theexpressionf0加，t：hedi行IerentselectingmetllodsforparaIIleterSiIltllecriterionareimroducedparticularly；锄ditsapplieationconditioIlSaIldotllerf砬torSarediscuSsed．AccordingtOtllistheequivalemconverSion丘。omHoek-Browncriteriap习IrameterSt0Mohr．Coulombcriteriaparametersiscalculated．Thef．0ur}Io

7、ek-Brown酬briap硪吼etIershavebeen嘲帱i“ely蠲alysisedllsing仕屺seIlsitiVit)r锄alysisInethod．Finally，theHoek-BrowllcritI嘶ah嬲beenappliedt0ttle鲥bili够aIlalysisf-0r伯，oprojectSex锄ples，、)v：mchresuhiscorllparedt0tlleresIIh丘．omMohr-Coulombc打teria．ThefourHoek-Browncri硎apar锄etershavebeenmldiedusingthe∞Il