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:
当(如质量较好的岩体)时,有:
…(3)
当(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和
,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。