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霍克-布朗强度理论

/Hoek-Brown strength theory/
条目作者王明洋

王明洋

最后更新 2024-12-05
浏览 245
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以岩石力学试验为基础的经验强度理论。

英文名称
Hoek-Brown strength theory
所属学科
土木工程

由E.霍克(E.Hoek)和E.T.布朗(E.T.Brown)于1980年首次提出,并在后续发展中多次改进和完善,可反映岩石(体)破坏时极限主应力间的非线性经验关系。

霍克-布朗岩石强度准则的表达式为:

…(1)

式中分别为最大最小主应力;为岩石的单轴抗压强度;为完整岩石的霍克-布朗常数,反应岩石的软硬程度,取值范围为0.001~25,可根据工程经验确定。

1992年,霍克等对霍克-布朗强度准则进行了改进,使其可同时应用于岩石和岩体,称之为广义霍克-布朗岩体强度准则,其表达式为:

…(2)

式中为反映岩体破碎程度的参数,取值范围为0~1.0;为针对不同岩体的无量纲经验参数。基于地质强度指标(),霍克等提出了岩体参数的取值方法:

(如质量较好的岩体)时,有:

…(3)

(如非常破碎的岩体)时,有:

…(4)

广义霍克-布朗岩体强度准则在原准则的基础上引入参数,以适用于质量较差的岩体,特别是在低应力条件下的岩体。

霍克-布朗强度理论是霍克-布朗岩石强度准则和广义霍克-布朗岩体强度准则的总称。

H-B强度准则可以反映岩石和岩体固有的非线性破坏特点,以及结构面、应力状态对强度的影响,能够解释低应力区、拉应力区和最小主应力对强度的影响,并可适用于各向异性岩体的描述等。由于霍克-布朗强度理论可以应用于岩石和岩体,参数可通过常规室内试验、矿物组成和不连续面描述获取,很好地反映了岩体的强度特性并且实用性强,因此被工程界广泛采用,是影响较大的岩石强度理论之一,已成为国际岩石力学学会(ISRM)建议方法之一。

  • 朱合华,张琦,章连洋.Hoek-Brown强度准则研究进展与应用综述.岩石力学与工程学报,2013,32(10):1945-1963.

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