[发明专利]一种随机缺陷岩体的Hoek-Brown参数S的取值方法

摘要

本发明公开了一种随机缺陷岩体的Hoek‑Brown参数S的取值方法，通过实验准确测量岩石的比重和干密度，通过比重和干密度换算得到岩体的孔隙率，根据实验统计分析，建立随机缺陷岩石抗压强度与孔隙率之间的函数关系模型，用孔隙率为1％的岩体抗压强度、完整岩石的抗压强度以及岩体的孔隙率来计算Hoek‑Brown参数S值。本发明解决了在工程实际中Hoek‑Brown方程中参数S值的取值不易得到的问题。

主权项

1.一种随机缺陷岩体的Hoek‑Brown参数S的取值方法，其特征在于：通过实验准确测量岩石的比重和干密度，通过比重和干密度换算得到岩体的孔隙率，根据实验统计分析，建立随机缺陷岩石抗压强度与孔隙率之间的函数关系模型，用孔隙率为1％的岩体抗压强度、完整岩石的抗压强度以及岩体的孔隙率来计算Hoek‑Brown参数S值；包括如下步骤：建立随机缺陷岩石抗压强度与孔隙率之间的函数关系模型，该函数关系模型为式(6)表示的幂函数关系关系模型：式中：R_cm为缺陷岩体抗压强度，单位MPa；R_1m为孔隙率为1％时的岩体抗压强度，单位MPa；n为缺陷岩石孔隙率，单位％；由(1)式，σ₁＝σ₃+σ_c(m_bσ₃/σ_c+s)^α    (1)式中：σ₁，σ₃为破坏时的极限主应力；σ_c为完整岩石的单轴抗压强度；m_b、S、α为与结构面情况及岩体质量和岩体结构有关的经验常数；令σ₃＝0，可得岩体的抗压强度σ_cm：σ_cm＝σ_cS^α    (7)联立式(6)和(7)，得：α值对于各向异性岩体取值范围为0.5‑0.65，对于随机缺陷岩体取0.5；由此，可以得到：式中：S为随机缺陷岩体Hoek‑Brown参数值，无量纲；R_1m为孔隙率为1％时的岩体抗压强度，单位MPa；σ_c为完整岩石的抗压强度；n为缺陷岩石孔隙率，单位％；随机缺陷岩体孔隙率为1％时的岩体抗压强度、完整岩石的抗压强度可以通过室内试验得到，随机缺陷岩体孔隙率n通过比重和干密度换算，岩石的比重和干密度通过测量得到，即：式中：G_S为岩石的比重；ρ_d为岩石的干密度，单位g/cm³；n为缺陷岩石孔隙率，单位％；把式(10)带入式(9)中，得：通过以上步骤得到Hoek‑Brown参数S的取值。