Hoek-Brown准则中强度折减法的应用与分析

"这篇论文是2007年中南大学学报(自然科学版)的一篇文章，主要探讨了如何在Hoek-Brown准则下应用强度折减法，并使其与Mohr-Coulomb准则中的强度折减法得到的结果等效。作者通过理论推导建立了Hoek-Brown准则参数m, s, σci与粘结力c和内摩擦角Φ之间的关系，进而确定了在Hoek-Brown准则中执行强度折减时，这些参数的折减系数及其相互关系。使用FLAC3D软件进行计算模型模拟，计算边坡的安全系数，并与Mohr-Coulomb准则的结果进行了比较，结果显示两种准则下的安全系数差异仅为3.54%，证明了所提出的强度折减法的可靠性。关键词包括Hoek-Brown准则、Mohr-Coulomb准则、强度折减法和FLAC3D软件。" 在地质力学和土木工程领域，Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则都是广泛使用的岩石和土壤稳定性分析方法。Hoek-Brown准则是一种更为复杂的本构模型，它考虑了岩石或土壤的非线性和非均质性，包含了多种失效模式。Mohr-Coulomb准则则相对简单，通常假设材料具有线性的剪切破坏特性，用粘结力c和内摩擦角Φ来描述材料强度。 强度折减法是一种用于预测结构或边坡稳定性的数值方法，通过逐步降低材料的强度参数来模拟逐渐逼近临界状态的过程。在Mohr-Coulomb准则中，通常直接减少c和Φ来实现这一目的。然而，由于Hoek-Brown准则的复杂性，直接对应的方法并不适用，因此本文的研究着重于找出在Hoek-Brown准则下如何折减m, s和σci来达到与Mohr-Coulomb准则等效的结果。 通过理论推导，作者建立了Hoek-Brown参数与Mohr-Coulomb参数的转换关系，从而能够确定在强度折减过程中Hoek-Brown参数的折减系数。这一步骤至关重要，因为它允许在不同准则之间进行比较，同时也为使用Hoek-Brown准则的复杂问题提供了更简便的分析手段。 利用FLAC3D软件进行计算模型的建立和模拟，是现代工程计算中的常见做法，它可以高效地处理复杂的三维地质结构和非线性问题。在文中，作者通过FLAC3D计算了边坡的安全系数，并与基于Mohr-Coulomb准则的结果进行了对比，证实了所提出的强度折减方法的准确性。 这篇论文为在Hoek-Brown准则下应用强度折减法提供了理论基础和实际操作指导，对于那些需要使用Hoek-Brown准则分析的复杂地质工程问题，这种方法提供了一个有效且可靠的选择。同时，研究结果对于理解和改进现有的稳定性分析方法具有重要的实践意义。