<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;GEO5 2023版支持在土坡模块中采用Hoek-Brown经验公式，输入岩石材料参数，计算岩质边坡稳定性。</p><p>1、Hoek-Brown准则</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;岩体是由岩块和结构面组成的地质体，岩体强度既与岩块和结构面的强度相关，也受其组合形式控制。对于大型项目，岩体强度的确定可以采用现场原位试验获得；而一般项目，则是通过现场调查得到的地质资料结合室内试验进行综合评估。Hoek-Brown准则就是在大量的岩石试验基础上，基于地质强度指标法（GSI），建立的岩体强度与地质条件中的某些因素间的经验关系，可以表示为：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109717839350.png" alt="image.png" width="184" height="50" style="width: 184px; height: 50px;"/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;其中，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109759290747.png" alt="image.png" width="22" height="20" style="width: 22px; height: 20px;"/>是破坏时最大主应力，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109786879116.png" alt="image.png" width="21" height="22" style="width: 21px; height: 22px;"/>是破坏时最小主应力，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109819925200.png" alt="image.png" width="20" height="19" style="width: 20px; height: 19px;"/>为完整岩块的单轴抗压强度，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109863339916.png" alt="image.png" width="27" height="20" style="width: 27px; height: 20px;"/>为岩体材料参数，与岩石性质有关，S和a为与岩体结构特征有关的材料参数。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在确定地质强度指标GSI的基础上，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109898369372.png" alt="image.png" width="20" height="15" style="width: 20px; height: 15px;"/>、S、a三个参数可以表示为估算公式：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109927576614.png" alt="image.png" width="176" height="130" style="width: 176px; height: 130px;"/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;其中，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672109971743103.png" alt="image.png" width="30" height="20" style="width: 30px; height: 20px;"/>为完整岩石的材料强度参数，取值范围为0~35，严重破碎岩体取0，坚硬完整岩体取35；GSI为地质强度指标，由岩体不连续结构面性质和岩体构造确定，取值范围为0~100；D为岩体开挖扰动系数，受爆破及应力松弛的扰动影响，取值范围为0~1，0表示岩体未收到扰动影响，1表示岩体受到最大程度影响。</p><p>2、GEO5中输入Hoek-Brown参数的方法</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;在2023版的GEO5土坡模块中，允许用户在岩土材料中采用两种方式输入Hoek-Brown参数，一种方式是直接输入<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110012812064.png" alt="image.png" width="21" height="18" style="width: 21px; height: 18px;"/>、S、a三个参数，另一种是通过GSI参数确定，那么输入GSI、D、<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110034189229.png" alt="image.png" width="25" height="19" style="width: 25px; height: 19px;"/>三个参数。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;不管采用何种方法输入Hoek-Brown参数，都需要统一输入岩体的天然重度、饱和重度和岩石单轴抗压强度<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110064159226.png" alt="image.png" width="22" height="18" style="width: 22px; height: 18px;"/>。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110099813050.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图1：选择“输入”，直接输入<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110140523430.png" alt="image.png" width="22" height="16" style="width: 22px; height: 16px;"/>、S、a等参数</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110159217756.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图2：选择“由GSI参数确定”，输入GSI、D、<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110186940606.png" alt="image.png" width="27" height="17" style="width: 27px; height: 17px;"/>等参数</p><p>3、案例说明</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;某岩质边坡高约10m，坡面倾角约30°，岩体结构面发育，坡体呈碎裂状，根据现场地质调查，确定岩体Hoek-Brown参数<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110223813932.png" alt="image.png" width="80" height="18" style="width: 80px; height: 18px;"/>，S=0.000026，a=0.62。岩体天然重度20kN/m³，饱和重度22 kN/m³，岩石单轴抗压强度为30MPa。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;根据以上参数在GEO5中建立计算模型，并输入相关材料参数。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110260188484.png" alt="image.png" width="378" height="225" style="width: 378px; height: 225px;"/></p><p style="text-align: center;">图3：计算模型</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;采用Janbu法进行滑面的自动搜索，得到滑面最小安全系数1.49。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110292725293.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图4：稳定性计算结果</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;GEO5采用Hoek-Brown参数计算岩体边坡稳定性的本质，是将相关的参数转化为了Mohr-Coulomb准则所用的内摩擦角和粘聚力参数，然后按极限平衡方法计算得到最终的结果。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;根据Hoek在2002年提出的方法，<img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110331910050.png" alt="image.png" width="30" height="21" style="width: 30px; height: 21px;"/>、S、a三参数可以按如下方法转化为内摩擦角和粘聚力：</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110350595760.png" alt="image.png" width="325" height="126" style="width: 325px; height: 126px;"/></p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;参考以上公式，本案例Hoek-Brown参数等效为Mohr-Coulomb参数后，内摩擦角为26.58°，黏聚力为13.24kPa。</p><p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;重新指定Mohr-Coulomb材料参数后，原边坡稳定性计算安全系数为1.49，跟采用Hoek-Brown材料参数计算结果一致。</p><p style="text-align: center;"><img src="https://wen.kulunsoft.com/uplo ... ot%3B title="1672110390913619.png" alt="image.png"/></p><p style="text-align: center;">图5：换算为Mohr-Coulomb材料参数后的计算结果</p>