王凱 王思遠(yuǎn) 彭森良 張根全

摘要：在國(guó)際工程及一些小型工程中，常遇到取樣試驗(yàn)獲取巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)困難的情況。國(guó)內(nèi)一般采用按規(guī)范分級(jí)查表方法給定參數(shù)，國(guó)外主要以GSI打分，結(jié)合Hoke-Brown準(zhǔn)則確定。在分析兩套方法理論的基礎(chǔ)上，對(duì)比二者考慮的因素，結(jié)合案例應(yīng)用情況，得到以下認(rèn)識(shí)：①兩套方法的原理均為巖石強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)面特性共同決定巖體抗剪強(qiáng)度;②對(duì)于同一工程的巖體研究對(duì)象，二者評(píng)價(jià)得出的抗剪強(qiáng)度參數(shù)值不一致，但工程評(píng)價(jià)效果相同;③國(guó)內(nèi)規(guī)范法理論過(guò)程不夠嚴(yán)謹(jǐn)，在國(guó)際工程中難以推廣使用;④?chē)?guó)外方法擬合摩爾庫(kù)倫參數(shù)時(shí)所用的最小有效主應(yīng)力可通過(guò)各工況有限元計(jì)算確定。

關(guān)鍵詞：抗剪強(qiáng)度參數(shù);量化方法;規(guī)范法;GSI;Hoke-Brown準(zhǔn)則

中圖法分類(lèi)號(hào)：TV45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.07.004

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）07 - 0017 - 07

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)在確定巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)時(shí)，依據(jù)室內(nèi)外試驗(yàn)數(shù)據(jù)并由技術(shù)負(fù)責(zé)人把關(guān)以確保參數(shù)可靠[1- 2]。近年來(lái)，隨著水電行業(yè)發(fā)展日趨國(guó)際化[3-4]，工程地點(diǎn)橫跨多個(gè)大洲，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、工程種類(lèi)不一，工程規(guī)模小，巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的確定存在問(wèn)題[5-7]。主要表現(xiàn)在以下方面：①取樣審批手續(xù)繁雜、成本激增;②工程規(guī)模小、現(xiàn)場(chǎng)條件差使原位試驗(yàn)開(kāi)展困難;③所在國(guó)試驗(yàn)環(huán)境落后，試驗(yàn)獲取參數(shù)難度增加;④路途遙遠(yuǎn)、項(xiàng)目多，單位技術(shù)負(fù)責(zé)人精力有限，青年地質(zhì)工程師經(jīng)驗(yàn)不足，現(xiàn)場(chǎng)判定的巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)可靠度差，再加上執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一，導(dǎo)致部分國(guó)際咨詢(xún)工程對(duì)中國(guó)規(guī)范的認(rèn)可度不高[5-7]。

對(duì)于巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的獲取，國(guó)內(nèi)主要采用規(guī)范分級(jí)，查表確定[1]，如GB/T50218-2014，GB50287- 2006附錄D，GB50487-2008附錄E。國(guó)外主要采用現(xiàn)場(chǎng)GSI打分，結(jié)合Hoke-Brown準(zhǔn)則確定[8] 。為便于工程師準(zhǔn)確使用兩種方法，介紹了二者的基本求解過(guò)程及理論基礎(chǔ)，對(duì)考慮的因子逐一進(jìn)行比對(duì)分析，并結(jié)合具體工程案例，采用兩種方法進(jìn)行了參數(shù)確定和效果評(píng)價(jià)。

1 國(guó)內(nèi)規(guī)范法

以GBT 50218-2014《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》為主要研究對(duì)象，分析國(guó)內(nèi)抗剪強(qiáng)度參數(shù)量化過(guò)程。規(guī)范法確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)的基本思路：巖體完整程度和巖石堅(jiān)硬程度決定巖體的基本質(zhì)量等級(jí)，劃定基本等級(jí)后，據(jù)3類(lèi)工程對(duì)象——地下工程、邊坡工程、地基工程的特點(diǎn)對(duì)基本等級(jí)進(jìn)行修正，得到最終巖體質(zhì)量等級(jí)。根據(jù)等級(jí)查表確定相應(yīng)巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)，并定性評(píng)價(jià)巖體穩(wěn)定性，給定支護(hù)處理措施[9-10]（圖1）。圖中Rc為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度，Kv為巖體完整性指數(shù)。

2 Hoke-Brown準(zhǔn)則及GSI打分

國(guó)外咨詢(xún)工程師在確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)時(shí)遵循Hoke-Brown準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則本質(zhì)上是Hoke關(guān)于巖石脆性破壞及Brown關(guān)于節(jié)理化巖體破壞研究成果的綜合，其確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)的思路是：對(duì)完整巖石的力學(xué)參數(shù)按節(jié)理裂隙發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行折減，得到巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)[11-14]，表達(dá)式如下：

[σ′1=σ′3+σcimbσ′3σci+sa]? ? ? ?（1）

式中：[σ′1]，[σ′3]為最大、最小有效主應(yīng)力;σci為巖石單軸抗壓強(qiáng)度;mb，s，a為中間參數(shù)，由GSI，D，mi值給定，具體計(jì)算式見(jiàn)圖2（a）。其中，GSI值表示結(jié)構(gòu)面性狀由野外描述（圖3（a））或由RQD、JCond89實(shí)測(cè)打分給定[12， 15-16]，D為施工擾動(dòng)因子，mi為巖石材料參數(shù)，可查表及由室內(nèi)三軸試驗(yàn)給定。

基于Hoke-Brown準(zhǔn)則確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)的思路如圖3（b）所示，即現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查結(jié)合施工工法、室內(nèi)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)表格確定GSI，D，mi值。為便于工程計(jì)算軟件使用，需將Hoke-Brown準(zhǔn)則參數(shù)轉(zhuǎn)化為摩爾庫(kù)倫參數(shù)，具體轉(zhuǎn)化過(guò)程見(jiàn)圖2（b）。將兩準(zhǔn)則繪制在主應(yīng)力坐標(biāo)系下，限定[σt<σ′3<σ′3max]，使二者線上線下所圍面積相等，給出抗剪強(qiáng)度參數(shù)的摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則表達(dá)式[11]。

[c=σci1+2as+1-ambσ′3ns+mbσ′3na-11+a2+a1+6ambs+mbσ′3na-11+a2+a]（2）

[φ=sin-16ambs+mbσ′3na-121+a2+a+6ambs+mbσ′3na-1]（3）

式中：[σ′3n=σ′3maxσci]，[σ′3max]為Hoke-Brown準(zhǔn)則與摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則等效概化的圍壓應(yīng)力上限值（一般取σci/4）;[c]為摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則中的有效黏聚力;[φ]為摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則中的有效內(nèi)摩擦角。

需要說(shuō)明的是，Hoke-Brown準(zhǔn)則假定巖體峰值強(qiáng)度及變形量由巖塊繞巖體內(nèi)的節(jié)理裂隙系統(tǒng)滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)形成，巖塊本身不發(fā)生破壞，故經(jīng)典Hoke-Brown準(zhǔn)則只適用于節(jié)理化巖體（圖2（a）中間“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)理化巖體”）。而對(duì)于完整硬脆性巖體及節(jié)理裂隙極其發(fā)育、巖石抗壓強(qiáng)度較低的巖體，因破壞模式改變，不適用（圖2（a）“張拉破壞”、“擠壓破壞”）。Carter將基本的工程巖體分為3類(lèi)（圖2（a）），并對(duì)經(jīng)典Hoke-Brown準(zhǔn)則參數(shù)進(jìn)行修正，修正后的準(zhǔn)則適用于大部分巖體。

3 兩種方法對(duì)比分析

3.1 考慮因素

由第2節(jié)可知，兩種求取抗剪強(qiáng)度參數(shù)的途徑基于相同的認(rèn)識(shí)：巖石強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)面特性共同決定巖體抗剪強(qiáng)度，但二者在如何量化巖石強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)面特性對(duì)參數(shù)的構(gòu)成上存在差異。國(guó)內(nèi)規(guī)范對(duì)抗剪強(qiáng)度參數(shù)的量化，以現(xiàn)場(chǎng)觀察測(cè)量、室內(nèi)外試驗(yàn)、大量工程經(jīng)驗(yàn)分組得出，而國(guó)外方法偏向于用數(shù)學(xué)、力學(xué)理論解釋大量工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)成一套理論。

3.1.1 巖石強(qiáng)度

規(guī)范法關(guān)于巖石強(qiáng)度對(duì)抗剪強(qiáng)度參數(shù)的影響主要表現(xiàn)在巖體基本分級(jí)中：

[BQ=100+3Rc+250KV]? ? ? ? （4）

式中：BQ為巖體基本分級(jí);[KV]為巖體完整性指數(shù);Rc為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度，因試驗(yàn)是在飽和條件下進(jìn)行，故強(qiáng)度值考慮了巖石遇水軟化作用。

國(guó)外方法關(guān)于巖石強(qiáng)度對(duì)抗剪強(qiáng)度參數(shù)的影響集中在σci和mi，其中σci為巖石單軸抗壓強(qiáng)度，試樣含水率據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件給定，不一定是飽和狀態(tài)，可考慮水的軟化作用。mi為另一巖石參數(shù)，有學(xué)者指出[mi≈σci/σt]，可間接反映巖石的破壞模式[8]。

3.1.2 結(jié)構(gòu)面特性

規(guī)范法在基本巖體分級(jí)中主要考慮了結(jié)構(gòu)面對(duì)巖石的切割程度，即巖體完整性指數(shù)對(duì)巖體質(zhì)量的影響。在地下工程巖體分級(jí)中，加入了主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的修正，在邊坡工程巖體分級(jí)中加入了結(jié)構(gòu)面類(lèi)型，延伸性修正和主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀修正。地基工程巖體沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行修正，與基本分級(jí)一致。

國(guó)外對(duì)結(jié)構(gòu)面的考慮，集中于GSI值上：

[GSI=1.5JCond89+RQD/2]? ? ? ?（5）

式（5）主要由RQD、JCond89兩個(gè)算子構(gòu)成，其中，JCond89包含對(duì)結(jié)構(gòu)面延伸長(zhǎng)度、粗糙度、張開(kāi)度、填充情況、風(fēng)化情況等的量化。而RQD、施工擾動(dòng)因子D可以綜合反映巖體完整程度，效果近于巖體完整性指數(shù)。

3.1.3 地下水、地應(yīng)力

規(guī)范法針對(duì)地下水、地應(yīng)力的影響，在地下工程、邊坡工程巖體中進(jìn)行了修正，地基工程中沒(méi)有修正。國(guó)外主要通過(guò)[σ′3max]反映。

3.2 規(guī)范法優(yōu)缺點(diǎn)分析

規(guī)范法基于巖石強(qiáng)度、巖體完整性指數(shù)兩項(xiàng)主要指標(biāo)計(jì)算BQ值，對(duì)巖體進(jìn)行基本分級(jí)，然后結(jié)合不同工程類(lèi)型，對(duì)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、地應(yīng)力、地下水環(huán)境進(jìn)行了分級(jí)修正，得出巖體質(zhì)量等級(jí)，并據(jù)此查表給定抗剪強(qiáng)度參數(shù)。規(guī)范給出的抗剪強(qiáng)度參數(shù)求取過(guò)程思路清晰，將其做成計(jì)算表格，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用簡(jiǎn)單，工程經(jīng)驗(yàn)不足的工程師也能快速劃分出巖體質(zhì)量等級(jí)，并給定參數(shù)。此外，利用巖體分級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)工程師還能快速給出工程巖體穩(wěn)定性的初步判斷，并提供相應(yīng)處理措施。在緊急情況下，這種快速的分級(jí)、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、支護(hù)措施的給定可抑制地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的擴(kuò)張，保證人員及工程安全。

然而，由于規(guī)范法的參數(shù)值源于大量工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)總結(jié)，而不同工程的地質(zhì)條件、類(lèi)型、控制試驗(yàn)加載條件均不一致，在總結(jié)參數(shù)表時(shí)，規(guī)范依據(jù)巖體等級(jí)一個(gè)指標(biāo)將來(lái)源紛繁冗雜的試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一，并劃定范圍的處理方法顯得牽強(qiáng)和缺少理論根據(jù)。由此造成了在一些國(guó)際項(xiàng)目中，國(guó)外工程師對(duì)國(guó)內(nèi)規(guī)范這一套參數(shù)確認(rèn)體系認(rèn)可度不高的局面。此外，經(jīng)過(guò)巖體分級(jí)給定的參數(shù)，其范圍值廣，工程經(jīng)驗(yàn)不足者很難圈定相對(duì)準(zhǔn)確的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。最后，國(guó)內(nèi)規(guī)范關(guān)于巖體參數(shù)確定過(guò)程中結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與洞軸線及邊坡坡向的修正，存在一定不相關(guān)性。結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其附屬工程結(jié)構(gòu)的組合關(guān)系，影響工程構(gòu)筑物的穩(wěn)定性，但不應(yīng)影響巖體力學(xué)性質(zhì)，不應(yīng)隨洞軸線和坡向的方位關(guān)系而產(chǎn)生變化。

3.3 國(guó)外法優(yōu)缺點(diǎn)分析

Hoke-Brown準(zhǔn)則及GSI打分法抓住了影響巖體力學(xué)性質(zhì)的兩個(gè)因子——巖石強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面性狀，采用σci，mi兩個(gè)參數(shù)來(lái)量化巖石強(qiáng)度，并采用結(jié)構(gòu)面參數(shù)值GSI（考慮結(jié)構(gòu)面延伸長(zhǎng)度、粗糙度、張開(kāi)度、填充情況、風(fēng)化情況，完整性）反映結(jié)構(gòu)面性狀，同時(shí)考慮施工擾動(dòng)對(duì)巖體完整程度的破壞。可以認(rèn)為Hoke-Brown準(zhǔn)則及GSI所有的理論公式均是為了更好定量研究?jī)蓚€(gè)參數(shù)的影響，致力于解決抗剪強(qiáng)度參數(shù)，而非去評(píng)價(jià)穩(wěn)定性，理論更合理且具有普適性（圖3）。輔以對(duì)地應(yīng)力、地下水壓力[σ′3max]的考慮，擬合摩爾庫(kù)倫公式求取抗剪強(qiáng)度參數(shù)。該理論在國(guó)外廣泛使用，經(jīng)驗(yàn)不足工程師據(jù)此可得到一個(gè)范圍相對(duì)窄的參數(shù)。

該理論關(guān)鍵在于[σ′3max]的確定。Hoke結(jié)合極限平衡計(jì)算及數(shù)值分析給出隧洞、邊坡[σ′3max]的求取關(guān)系式[11，16]。

隧洞：

[σ′3maxσ′cm=0.47σ′cmγH-0.94]? ? ? （6）

邊坡：

[σ′3maxσ′cm=0.72σ′cmγH-0.91]? ? ? ?（7）

式中：[σ′cm]為巖體強(qiáng)度;γ為巖體重度;H為隧洞埋深或邊坡高度。

[σ′cm=σci[mb+4s-a（mb-8s）]（mb4+s）a-121+a2+a]? ? ?（8）

關(guān)于地基巖體，上述理論未給出相應(yīng)的[σ′3max]求取方法，本文取用工程所在部位各種工況下的最小有效應(yīng)力最大值，通過(guò)有限元計(jì)算求解確定[σ′3max]，并得出[c]，[φ]值。

4 案例分析

以老撾東薩宏水電站（Don Sahong Hydropower Project）大壩工程為例，對(duì)比分析兩套參數(shù)求取方法及結(jié)果。水電站位于湄公河下游老撾和柬埔寨邊界，采用徑流式開(kāi)發(fā)，主要構(gòu)筑物為廠房及長(zhǎng)6.8 km的3段碾壓混凝土重力壩，最高壩段27.8 m，由新西蘭AECOM公司擔(dān)任咨詢(xún)。工程區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件好，巖性以英安巖、凝灰?guī)r交錯(cuò)成層為主，地震烈度為V度，鮮見(jiàn)大規(guī)模構(gòu)造斷裂發(fā)育。由于多數(shù)壩段壩高在20 m以下，咨詢(xún)工程師與設(shè)計(jì)均認(rèn)同壩基可置于風(fēng)化巖體內(nèi)。對(duì)于具體壩段壩基開(kāi)挖深度，考慮到風(fēng)化段巖體完整性差，對(duì)取樣開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)困難，故首先由地質(zhì)工程師采用Hoke-Brown準(zhǔn)則及GSI打分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)荷載試驗(yàn)給定壩基面巖體參數(shù)值，后結(jié)合“GB 50287-2006、GB/T 50218-2014”確定的參數(shù)驗(yàn)算壩體穩(wěn)定性后確定。

以2號(hào)壩段28倉(cāng)巖體參數(shù)獲取過(guò)程為例，28倉(cāng)壩基面設(shè)計(jì)開(kāi)挖高程為56.9 m，位于弱風(fēng)化巖體內(nèi)，地表高程66 m，最高設(shè)計(jì)洪水位75.7 m，壩頂高程76.9 m，壩高20 m。

4.1 國(guó)外法確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)

結(jié)合第2節(jié)相關(guān)內(nèi)容，以Hoke-Brown準(zhǔn)則及GSI打分確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)需給定σci、GSI、D、mi、[σ′3max]值。因巖體風(fēng)化層結(jié)構(gòu)面發(fā)育，取樣不好控制，采用現(xiàn)場(chǎng)取塊狀樣開(kāi)展點(diǎn)荷載試驗(yàn)，結(jié)合式（9）給定σci值[9-10] 。

[σci=22.82I0.75s（50）]? ? ? ? ? ? ? （9）

式中：Is（50）為兩加載點(diǎn)間距、邊長(zhǎng)均為50 mm標(biāo)準(zhǔn)方形試樣所得點(diǎn)荷載強(qiáng)度。現(xiàn)場(chǎng)取59塊試樣，飽和24 h后開(kāi)展點(diǎn)荷載試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)得等價(jià)巖芯直徑為50 mm時(shí)（圖4），試樣破壞荷載為3 500～4 000 N，Is（50）為1.4～1.6 MPa時(shí)，σci為29.4～32.5 MPa。

由現(xiàn)場(chǎng)綜合打分并結(jié)合RQD及JCond89實(shí)測(cè)給定GSI值為30～35。因整體采用機(jī)械開(kāi)挖，少爆破，與咨詢(xún)工程師溝通定D值為0.2。查表確定mi值：凝灰?guī)r為8～18，英安巖為22～28，由現(xiàn)場(chǎng)按開(kāi)挖面二者所占百分比（英安巖（70%）、凝灰?guī)r（30%））綜合確定為17.8～25.0。

因未有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，本文建議[σ′3max]值采用有限元建模計(jì)算各工況下基底應(yīng)力分布求得。采用Geo-Studio軟件建模，壩基底寬18.3 m，開(kāi)挖深度9.1 m，按數(shù)值計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)邊界取5倍開(kāi)挖寬度，深度邊界取4倍開(kāi)挖深度，模型建成后長(zhǎng)200 m，寬70 m。模型采用三角形網(wǎng)格剖分，共計(jì)822個(gè)節(jié)點(diǎn)，1 510個(gè)計(jì)算單元。相關(guān)材料計(jì)算參數(shù)：第四系重度取20? kN/m3，滲透系數(shù)取1×10-5 m/s;全風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化，弱風(fēng)化、微鮮巖體重度分別取20，22，25 kN/m3，滲透系數(shù)分別取8×10-7 ，5×10-7，1×10-8? m/s;混凝土重度取25 kN/m3，滲透系數(shù)取1×10-10? m/s。邊界條件設(shè)置：計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，底部邊界固定X，Y方向位移為0，兩側(cè)邊界固定X方向位移為0;滲流分析時(shí)，壩前按最高洪水位75.7 m給定總水頭邊界，壩后地表設(shè)置壓力水頭為0，保證滲水不從地表溢出。計(jì)算開(kāi)挖前和最高洪水位工況下開(kāi)挖面附近[σ′3]，根據(jù)圖5所示結(jié)果[σ′3]為150～200 kPa。代入式（2）（3）求得[c]為0.098～0.144 MPa、[φ]為58.81°～61.53°。

4.2 規(guī)范法確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)

結(jié)合4.1節(jié)論述，Rc取為29.4～32.5 MPa，Kv由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)Jv結(jié)合規(guī)范給定經(jīng)驗(yàn)表確定為0.35～0.55，則BQ值為275.7～325.7，屬Ⅳ類(lèi)圍巖，按規(guī)范給定經(jīng)驗(yàn)表格，可確定[c]為0.3～0.6 MPa、[φ]為30°～36°。

4.3 壩體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

采用4.1和4.2節(jié)所確定的抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行壩基抗滑穩(wěn)定性計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1。

設(shè)計(jì)要求正常水位工況安全系數(shù)為3，最高洪水位工況、地震工況（MDE）安全系數(shù)1.5，結(jié)合表1，兩套評(píng)價(jià)方法所確定參數(shù)具體值不一致，但穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果相同，均滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 論

（1）兩種方法均認(rèn)同由巖石強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)面特性共同決定巖體抗剪強(qiáng)度。

（2）將兩種方法應(yīng)用于老撾東薩宏水電站堤壩工程，評(píng)價(jià)得出的巖體參數(shù)具體值不一致，但對(duì)工程評(píng)價(jià)效果相同。因此，在實(shí)際工程中兩者均可正常使用。兩套理論出發(fā)點(diǎn)不同：Hoke-Brown準(zhǔn)則中評(píng)價(jià)巖體力學(xué)性質(zhì)的參數(shù)是σci、GSI、D、mi;而國(guó)內(nèi)規(guī)范給定的是c，φ值，兩套參數(shù)交集在于確定[σ′3max]條件，通過(guò)擬合函數(shù)關(guān)系找到評(píng)價(jià)效果相同的點(diǎn)，然后將Hoke-Brown準(zhǔn)則參數(shù)轉(zhuǎn)化為工程人員熟悉的摩爾庫(kù)倫參數(shù)（c，φ值）。

（3）Hoke-Brown準(zhǔn)則將多個(gè)獨(dú)立的定性評(píng)價(jià)指標(biāo)定量化，理論過(guò)程清晰，參數(shù)來(lái)源有據(jù)可循，在國(guó)際工程中的使用得到了咨詢(xún)工程師認(rèn)可。關(guān)于其和摩爾庫(kù)倫參數(shù)轉(zhuǎn)化過(guò)程中需給定的[σ′3max]，本文建議通過(guò)有限元計(jì)算求解確定。

（4）國(guó)內(nèi)規(guī)范量化思路清晰，其數(shù)據(jù)源于大量工程實(shí)踐，可信度高，但考慮具體影響因素時(shí)，過(guò)于寬泛，理論解釋說(shuō)服力不強(qiáng)，在國(guó)際工程中推廣使用較為困難。國(guó)內(nèi)規(guī)范給定了相應(yīng)分級(jí)巖體對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性情況及支護(hù)措施，有助于指導(dǎo)青年工程師在現(xiàn)場(chǎng)快速發(fā)現(xiàn)工程問(wèn)題，并制定相應(yīng)處理措施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳銀亮，段永勝，王莉. 工程巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值方法研究現(xiàn)狀及初步探討[J]. 公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）. 2010（10）： 155-158.

[2] 王淼，巨廣宏，呂生弟，等. 黃河瑪爾擋水電站壩基巖體強(qiáng)度特性與參數(shù)取值[J]. 人民長(zhǎng)江，2011，42（9）： 50-54.

[3] 鐘鑫. 中國(guó)水電謀發(fā)展——義無(wú)反顧而又顧慮重重[J]. 廣西電業(yè)，2015（6）： 94-96.

[4] 天強(qiáng)工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)行業(yè)研究中心. 正視深層次問(wèn)題? 追求良性發(fā)展——中國(guó)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J]. 中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2013（3）： 54.

[5] 宋加升. 國(guó)際水電工程巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)估算方法[J]. 云南水力發(fā)電，2015（5）： 32-34.

[6] 何志攀，宋加升. 歐美水電工程地質(zhì)勘察技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介[J]. 云南水力發(fā)電，2015（5）： 128-131.

[7] 張小平. 淺論國(guó)際水電工程的工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)監(jiān)理[J]. 水電站設(shè)計(jì)，1999（1）： 102-104.

[8] CARTER T G， DIEDERICHS M S， CARVALHO J L. Application of modified Hoek-Brown transition relationships for assessing strength and post yield behaviour at both ends of the rock competence scale[J].Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy，2008（ 108）： 325-338.

[9] GB/T 50218-2014? 工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[10] GB 50287—2006? 水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[11] HOEK E， CARRANZA-TORRES C. Hoek-Brown failure criterion-2002 edition[J]. Proceedings of NARMS-Tac， 2002（1）： 267-273.

[12] HOEK E， BROWN E T. Practical estimates of rock mass strength.International[J].Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences，1997， 34（8）： 1165-1186.

[13] 章連洋，朱合華，張琦. Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則研究進(jìn)展與應(yīng)用綜述[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013（10）： 1945-1963.

[14] 葛軍輝，鄭文棠，汪華安. 基于地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)法的柱狀節(jié)理玄武巖體力學(xué)強(qiáng)度估計(jì)[J]. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2009（4）： 330-335.

[15] MARINOS V， MARINOS P， HOEK E. The geological strength index： applications and limitations[J].Bulletin of Engineering Geology and the Environment，2005， 64（1）： 55-65.

[16] HOEK E， CARTER T G， DIEDERICHS M S. Quantification of the Geological Strength Index Chart[Z]. San Francisco： 2013.

（編輯：李 慧）

Discussion of two quantitative methods of rockmass shear strength parameters

WANG Kai1， WANG Siyuan2， PENG Senliang3， ZHANG Genquan3

（1. Broadvision Engineering Consultants， Kunming 650041， China;? ?2. Department of Infrastructure Construction and Management，

The first People's Hospital of Yunnan Province， Kunming 650100， China;? 3.Power China Kunming Engineering Corporation limited， Kunming 650051， China）

Abstract： The quantification of the shear strength parameters of rock mass in the case of lacking experimental data is a tough problem for Chinese geotechnical engineers in the construction of international projects and some small projects. In China， the parameters were obtained through grading by specifications and by table look-up， while GSI scoring and Hoke-Brown failure criterion were adopted abroad. This paper summarized the theoretical knowledge of the two methods， and analyzed the influential factors and combining with the case study of Don Sahong Hydropower Project in Laos， the following results were obtained： （1） Two methods have the same theoretical foundation and determine the rockmass shear strength by rock strength and joints properties; （2） The value of shear strength determined by two methods were different， but the evaluation effect were the same; （3） Chinese specification method is weak in theory system， so its application in the international projects is difficult; （4） The minimum principal effective stress used in Hoke-Brown could be given by numerical calculation.

Key words： shear strength parameters; quantification method; Chinese specification method; GSI; Hoke-Brown failure criterion