基于Hoek-Brown强度准则可满足设计需要的高边坡强风化岩石强度参数确定方法

     上一期仍有同仁说路面计算表格过期了，这个有时效主要是考虑文章时间，本次再附上下载地址，有需要的赶紧下载咯。

       在山区公路设计中，强风化岩石强度参数的确定一直是个老大难问题，首先是强风化岩石多为半岩半土，基本可看做类土质边坡进行稳定性分析，但要同时兼顾可能的沿结构面的顺层破坏，于是赤平投影、运动学分析等定量、半定量分析与风化程度较低的岩体相比就没那么重要了，那么抗剪强度就成了边坡稳定性的关键因素，地勘的经验值重要性就凸显了，但是经验值的选取依据到底在哪?是既有边坡的试验结果或者定性参数可查，还是翻看的工程地质手册进行大致选取？这就跟所收集的数据及地勘工作者的个人水平关系较大，于是会经常出现地勘的值要么稳得像泰山，要么现状就会滑，针对这种情况，我们应该找到一个设计中行得通的且有理有据能信服的参数确定方法，与地勘提供参数进行综合对比，结合既有边坡稳定性的反算值进行最终确定。

       针对风化程度相对全风化来说较低的强风化岩体，基于点荷载试验及野外观察到的岩石特性，采用国际上广泛采用的确定裂隙岩体强度的方法，其中剪切强度表示为弯曲的莫尔包络线，同时引入边坡扰动情况的概念，通过胡克布朗模型反推摩尔库伦模型得到的抗剪强度用于边坡稳定性计算。

基本流程为根据岩石质量等级选择合适的GSI值，GSI值首先受控于岩石本身的风化等级，其次受控于岩体构造，其范围从完整或块状到层状/剪切。为了确定岩体的原始结构，需要对岩体进行详细的现场检查，得到结构面间距及组数，确定其断裂程度，需要注意的是岩体的构造与风化程度无关，风化是一个原位过程，改变完整岩石的特性，但不会产生变形，因此不会产生新的断裂。  

如果为非均质风化岩体，GSI值选取如下：  

接着再选取岩石类型参数值及风化岩碎块的抗压强度，抗压强度更具点荷载试验结果进行换算求得，然后基于Hoek-Brown强度准则结合粗糙程度来确定风化岩体的抗剪强度。

最后将得到的参数与所需评价的高边坡的高度数据及扰动因子代入程序中（这里采用的为Rocdata）得到风化岩体的抗剪强度，该边坡高度是较为重要的特征值，因为高度决定了滑动面上的法向应力，由于岩体开挖后肯定会发生不同程度的扰动，这对岩体的抗剪强度影响也相对较大，基于Hoek等成果，对采用优质爆破的边坡扰动因子取0.7，采用劣质爆破的取1.0。  

      该方法为设计提供了切实可行的起点，但是根据现场既有边坡的坡率、坡高及稳定情况应结合反分析得到的抗剪强度综合规范建议值进行综合选取。  

      举例说明：

      设计高边坡最高坡高为53.43m，岩土体组成为上部粉质粘土、中部全强风化砂岩、下部为白云质灰岩，该方法主要确定强风化砂岩，粉质粘土与全风化采用室内试验及现场情况经验值综合确定，采用点荷载试验结果确定饱和抗压强度为4.48Mpa，块状碎裂状，强风化结构面含密实覆盖层并含充填物，综合选取GSI值为30，砂岩属于碎屑岩，完整岩石参数选取为17，扰动因子取0.7，所得黏聚力c值为86kPa，φ值为21.41°，结合指南及设计规范，根据现场既有边坡稳定性反演情况综合选取最终黏聚力c值为68.8kPa，φ值为21°，饱和工况下黏聚力c值为58.8kPa，φ值为19°。