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对岩土体屈服强度准则的探讨(Ⅱ)──模型及其应用
摘要：
岩土体在地震等自然灾害下的危害越来越受到关注，因此准确预测岩土体的承载能力十分重要。目前，常用的岩土体屈服强度准则有许多，本文将重点探讨一些经典的准则及其应用。首先，简要介绍了岩土体屈服强度的基本概念和影响因素。然后，介绍了几个常用的岩土体屈服强度准则，包括Hoek-Brown准则、Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Matsuoka-Nakai准则等。对每个准则进行详细的介绍，重点分析其适用范围和应用条件，并举例说明其在实际工程中的应用。最后，对岩土体屈服强度准则的选择进行了讨论和总结，并提出了一些建议。
关键词：岩土体；屈服强度；准则；模型；应用
正文：
一、岩土体屈服强度的基本概念和影响因素
岩土体是由不同种类的颗粒、孔隙水和空气组成的物质，其力学性质受到许多因素的影响，如颗粒类型、密度、排列方式等。岩土体屈服强度是指在一定的受力状态下，岩土体开始变形并失去强度的状态，通常用于描述岩土体破坏的界限。岩土体的屈服强度可以通过破坏实验等方法来测定，但其值的大小和取样的位置、形状、大小等因素有关，因此需要通过准则来进行判断和计算。
二、常用的岩土体屈服强度准则
（一）Hoek-Brown准则
Hoek-Brown准则是最常用的岩土体力学准则之一，适用于由岩石构成的岩土体，其表达式为：
σc=σtσc+aσt^2/mσc-σt=2aσt^2/m(椭圆)
其中，σc为岩土体的压缩强度；σt为岩土体的拉伸强度；a、m为经验参数，可以通过实验数据进行确定。
（二）Mohr-Coulomb准则
Mohr-Coulomb准则也是常见的岩土体力学准则之一，适用于土类、砂石等岩土体，其表达式为：
τ=c+σtanφ
其中，τ为岩土体的剪切强度；c为岩土体的内聚力；φ为岩土体的内摩擦角；σ为应力大小。
（三）Drucker-Prager准则
Drucker-Prager准则是一种基于强度差异的准则，适用于各种岩土体，其表达式为：
f=J2+kJ1-σn/2
其中，J1、J2为应力不变量；k为经验系数；σn为岩土体能承受的最大正应力大小。
（四）Matsuoka-Nakai准则
Matsuoka-Nakai准则是一种基于集合体相互作用的准则，适用于膨胀性岩土体，其表达式为：
σ1/σ3=κeεv-μ(圆柱体)
其中，σ1、σ3为主应力；εv为体积应变；κe、μ为经验参数，可以通过实验数据进行确定。
三、各准则的应用和比较
以上四种岩土体屈服强度准则在实际工程中均有广泛应用。其中，Hoek-Brown准则适用于由岩石构成的高强度岩土体，在通常的应力状态下比较准确。Mohr-Coulomb准则适用于土类、砂石等低强度岩土体，较为简单易用，但不能准确预测弱面破坏。Drucker-Prager准则适用于岩土体中存在强度差异的情况，具有较高的理论可行性和计算精度，但需要考虑多个参数。Matsuoka-Nakai准则适用于膨胀性岩土体，在较高的应力状态下有较好的精度，但也需要考虑多个参数。
综上所述，各准则的选择应根据具体的应用需求和岩土体性质来决定，不能随意简单地使用某一种准则。此外，为了保证计算精度，需要进行尽可能多的实验数据采集和分析，并不断优化准则的参数。
结论：
本文对岩土体屈服强度的基本概念和常用准则进行了探讨和比较，并重点分析了其适用范围和应用条件。各准则的选择应根据具体的应用需求和岩土体性质来决定，在实际工程中需要不断进行实验验证并进行优化和改进。可以预见，随着新型岩土体材料的出现和力学计算方法的进一步发展，岩土体屈服强度的准确预测将变得更加精准和可靠。