基于广义Hoek-Brown准则的边坡稳定性分析(Generalized Hoek-Brown)
1 引言
HYRCAN目前仅包含两个强度准则，一个是摩尔-库伦准则，另一个是广义Hoek-Brown准则。在先前的教程中，我们一直使用摩尔-库伦准则，这个笔记使用广义Hoek-Brown准则计算岩石边坡的最小安全系数，并与SLIDE和Plaxis LE的计算结果作了比较。此外，测试了dxf文件的输入功能。
Hoek-Brown准则曾在下面的链接中详细讨论过，其背景知识在此不再赘述。
2 问题陈述
如下图所示的岩石边坡，由三层不同类型的岩石组成。
Hoek-Brown材料参数如下表所示。
3 HYRCAN计算
根据问题陈述建立模型的几何形状，然后输入三种材料的参数，需要输入的参数包括：岩石重度(Unit Weiuht), 岩石的单轴抗压强度UCSi，材料参数mb, s和a，如下图所示。
每种方法计算的最小安全系数为:
Bishop Simplified Method: fos=3.741
GLE/M-P Method: fos=3.725
Janbu Simplified Method: fos=3.488
Spencer Method: fos=3.739
4 SLIDE计算
在SLIDE中，H-B的强度参数除了直接输入外，也提供了从RSData(Version 1.005 - 5/18/2021)输入，或者在SLIDE内根据GSI值自动计算强度参数。
其算法如下所示:
上图所示的是SLIDE(左)和Plaxis LE(右)计算H-B参数的用户界面。使用Grid Search定义滑动面, 计算结果如下：
Bishop Simplified Method: fos=3.745
GLE/M-P Method: fos=3.735
Janbu Simplified Method: fos=3.494
Spencer Method: fos=3.742
两个软件的计算结果比较如下。
5 Plaxis LE计算
尽管HYRCAN有从外部程序输入dxf文件的功能，但测试显示目前还不能输入SLIDE产生的dxf文件，不过SLIDE产生的dxf文件能够正确地输入到Plaxis LE中，这极大地加速了在Plaxis LE中计算过程，计算结果如下：
Bishop Simplified Method: fos=3.774
GLE/M-P Method: fos=3.781
Janbu Simplified Method: fos=3.530
Spencer Method: fos=3.789
由于本次工作的主要目的是测试dxf文件的输入功能，在计算方法上没有进行微调，不过这个结果与上面的计算结果相比较似乎也在合理范围之内。
6 结束语
Hoek-Brown准则是现代岩石工程广泛使用的经验强度准则，自从上世纪70年代末提出后经过了多次改进，一个最新的回顾参看Hoek, E. and E. T. Brown (2019). "The Hoek-Brown failure criterion and GSI - 2018 edition." Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 11(3): 445-463. 其中最主要的改进是Hoek与雅典大学(University of Athens)工程地质学家Paul Marinos(2021年10月去世)合作对GSI计算方法的细化。不过Hoek-Brown准则确实没有显式地合并材料的脆性断裂以及各向异性性能，这导致在某些情形下可能会出现误判，在《Hoek的岩体变形模量经验估计---Is it reliable ?》中曾经讨论过估算出现的偏差。
