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作者与发表信息
本文由E. Hoek和E. T. Brown撰写，分别来自加拿大北温哥华的Hoek Consulting Engineer Inc.和澳大利亚布里斯班的昆士兰大学。该论文于1997年发表在《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》期刊上。
主题与背景
本文的主题是岩石强度的实用估算方法，特别是Hoek-Brown破坏准则（Hoek-Brown failure criterion）的应用与发展。Hoek-Brown破坏准则最初是为估算硬岩体的强度而开发的，但由于缺乏合适的替代方法，该准则被广泛应用于包括极低质量岩石在内的多种岩体。本文总结了Hoek-Brown破坏准则的解释方法，并提出了适用于各种岩体类型的广义Hoek-Brown准则。
主要观点与论据
1. Hoek-Brown破坏准则的演变
Hoek-Brown破坏准则自1980年提出以来，经历了多次修改以适应不同工程需求，特别是在极低质量岩体中的应用。这些修改包括对等效内聚力（cohesive strength）和摩擦角（friction angle）的重新定义，以满足Mohr-Coulomb破坏准则的软件需求。本文详细列出了每次修改的关键方程，并总结了这些修改的实用性和局限性。
广义Hoek-Brown准则
广义Hoek-Brown准则适用于节理岩体，其方程形式为σ₁ = σ₃ + σ_ci (mb (σ₃/σ_ci) + s)^a，其中σ₁和σ₃分别为破坏时的最大和最小有效应力，mb为岩体的Hoek-Brown常数，s和a为岩体特性相关的常数，σ_ci为完整岩石的单轴抗压强度。本文还讨论了如何通过统计曲线拟合方法将Hoek-Brown准则与Mohr包络线（Mohr envelope）相关联。
岩体强度的估算方法
估算节理岩体强度和变形特性需要确定三个关键参数：完整岩石的单轴抗压强度σ_ci、完整岩石的Hoek-Brown常数mi以及岩体的地质强度指标GSI（Geological Strength Index）。本文详细介绍了这些参数的估算方法，并提供了基于现场观测的GSI估算表。
水对岩体强度的影响
水对岩体强度的影响主要体现在两个方面：一是水分含量增加导致的强度降低，二是孔隙水压力引起的有效应力变化。本文引用了Terzaghi的有效应力原理，并讨论了其在岩体中的应用。特别是在节理岩体中，水压力的分布对岩体强度的影响尤为重要。
完整岩石的特性
对于完整岩石，Hoek-Brown准则简化为σ₁ = σ₃ + σ_ci (mi (σ₃/σ_ci) + 1)^0.5。本文强调，完整岩石的单轴抗压强度σ_ci和Hoek-Brown常数mi应通过三轴试验确定，并提供了试验数据的统计分析方法。
样本尺寸对强度的影响
样本尺寸对岩石强度的影响已被广泛讨论，本文总结了Hoek和Brown提出的样本尺寸与强度之间的关系，并通过实验数据验证了这一关系。特别是在大尺寸样本中，由于颗粒间破坏机会增加，强度会显著降低。
地质强度指标GSI的应用
GSI是估算节理岩体强度的重要指标，本文详细介绍了如何通过现场观测和钻孔岩芯数据估算GSI值，并提供了基于GSI值的岩体强度参数计算方法。
Mohr-Coulomb参数的确定
由于大多数岩土工程软件基于Mohr-Coulomb破坏准则，本文讨论了如何将Hoek-Brown准则转换为Mohr-Coulomb参数（内聚力c’和摩擦角φ’）。本文提出了一种基于模拟三轴试验数据的线性回归分析方法，并提供了详细的电子表格计算方法。
变形模量的估算
本文提出了基于GSI值的岩体变形模量估算公式，并讨论了其在工程中的应用。特别是在低质量岩体中，变形模量的估算需要结合完整岩石的强度和GSI值。
后破坏行为的模拟
在数值模拟中，岩体的后破坏行为（post-failure behaviour）对分析岩体稳定性至关重要。本文提出了不同质量岩体的后破坏特性曲线，并讨论了其在数值模型中的应用。
意义与价值
本文对Hoek-Brown破坏准则的演变和应用进行了全面总结，并提出了适用于各种岩体类型的广义Hoek-Brown准则。通过详细的参数估算方法和实验数据验证，本文为岩体强度估算提供了实用的工程工具。特别是在极低质量岩体中的应用，本文提出的方法填补了工程实践中的空白，具有重要的科学价值和工程应用价值。
亮点
本文的亮点在于提出了广义Hoek-Brown准则，并通过大量实验数据和工程案例验证了其有效性。此外，本文还提供了详细的参数估算方法和电子表格计算工具，为工程师和研究人员提供了实用的参考。