基于Hoek—Brown强度准则边坡区均质岩基极限承载力计算

田玉中 朱晓翠

摘 要：岩石地基承载力是地基稳定性分析的中的强度问题，它不仅控制着建筑物的安全，而且客观影响着工程的经济合理性，因此，确定岩基承载力至关重要。本文介绍了将完整岩体、节理岩体、破碎岩体、软弱岩体视为满足Hoek-Brown非线性破坏准则的Mohr-Coulomb均质介质，用滑移线理论确定极限承载力，并考虑到影响岩基承载力的因素进行修正，最终确定边坡区岩基在工程中可用的极限承载力。

关键词：均质岩基 极限承载力 滑移线

0、引言

众所周知，地基稳定性研究是地基设计中必须考虑的一个重要因素，它不仅控制着建筑物的安全，而且客观影响着工程的经济合理性。而岩石在自然界中广泛分布，具有强度高、变形小的特点，因而岩石地基是建筑工程中首选的天然地基，地基岩体在形成和存在的整个历史时期中，经受过各种复杂而不均衡的地质作用，并受到水、温度、应力场的综合影响，从而使岩体的工程性质具不连续性、非均质性、各向异性等固有特性。人们对岩体固有特性的传统认识限制了岩质地基承载力理论的发展，使岩基承载力的计算理论远不如基于塑性力学极限平衡原理发展起来的土质地基承载力计算理论完善。可见完善岩质地基承载力的计算理论对工程建设尤为重要。

1、强度理论

岩体强度理论是反映岩体破坏机理并能判断岩体破坏的判据，它在工程设计、施工和研究计算中起着重要作用。岩体是由岩块和结构面共同组成的复合体，其强度特征严格受到岩块和结构面的强度、岩体综合结构等因素的控制。

1.1 Morl-Coulomb强度理论

Morl-Coulomb强度准则是岩体工程中重要的强度准则之一，能反映岩体脆性和塑性破坏等特征，因此在岩土力学和塑性理论中得到了最为广泛的应用。其二维表达式为，其中σ、τ分别为剪切面上的正应力和剪应力，с、分别为粘聚力和内摩擦角。

1.2 Hoek-Brown准则

5.3 基础与边坡外缘距离对岩基极限承载力的影响

岩基参数一定情况下，基础距离坡肩远近不同其承载力也不相同。研究表明，基础与边坡外缘的距离与基础宽度的比值D/B决定着极限承载力的减小值。当D/B=0时，极限承载力与置于水平地面上的承载力相比，承载力最低；当D/B≥6时，基础与边坡外缘的距离对岩基的極限承载力几乎无任何影响；当0

6、结论

地基岩体具有非线性破坏特征，岩基承载力也受到岩块抗压强度、岩体结构、旁侧超载、基础形状等多种因素的综合影响。引入反映这些影响因素的非线性的Hoek-Brown强度准则，采用由滑移线解推导的、适合完整岩体、节理岩体、破碎岩体、软弱岩体的岩基承载力计算公式，在理论上是严谨可行的，在工程上简单实用。尽管参数的确定比较麻烦，但它能够弥补现有规范确定承载力的保守性，能在保证地基稳定性的前提下更好地发挥岩基的承载性能。因此，对保证工程的经济性合理性、节约造价有着重要的意义。

参考文献：

1.E.Hoek and E.T.Brown.Underground Excavations in Rock，Austin And Sons Ltd Hertford，England，1998.

2.Serrano.A.And Olalla c.，Utmate Bearing Capacity of Rock Masses，Iter-nation Journal of Rock Mechanics and Mining Sicence，1994，31（2），93-106.

3.Rich and Goodman，Introduction to Rock Mechanics，2nd Edit，Hohn Wiley and Sons，Newyork，1989.

4.严春风.宋建波，岩体Hoek-Brown经验强度准则参数随机特征分析，岩石力学与工程学报，1999.6.

作者简介：田玉中（1970—），男，汉，四川中江县，硕士，高级工程师，岩土工程 ，通讯地址：四川省绵阳市涪城区剑南路西段55号；

朱晓翠（1989—），女，汉，四川资中县，硕士，工程师，地质工程。