不论是直接引用Hoek-Brown强度准则，还是采用Hoek-Brown方法将取值结果转换成传统摩尔一库伦强度参数c和f，一项基本工作是需要在勘察过程中获得3个基本参数:地质强度指标GSI、岩石单轴抗压强度UCS、岩性指标m_i.

上述3个指标中的岩石单轴抗压强度也是水电勘察工作通过试验获得的基本指标之一，需要注意的是，我国水电行业实际工作中更加关注饱和单轴抗压强度，在Hoek-Brown准则和取值方法中，UCS指天然单轴抗压强度。鉴于UCS对最终取值结果影响相对较小，不是主要因素，可以考虑除坝基岩体以外，按照Hoek-Brown准则的要求采用自然样试验结果。

1 岩性指标取值

岩性指标m_i可以采用室内三轴试验或查询统计结果的方式获得，前者可靠性较好。我国大型水电工程勘察过程中都会开展相当数量的岩石室内三轴试验，利用这些试验即可获得相应的m_i值，无需另外增加实物工作量。利用室内三轴试验结果计算m;的前提是已经获得岩石单轴抗压强度，对于完整岩块而言，取GSI = 100，此时即可以通过Hoek-Brown准则(最大主应力σ₁，与最小主应力σ₃之间的函数关系)计算出m_i。具体过程可以通过Roc-Science开发的一款免费软件RocLab完成，这里不详细介绍。

另一种确定m;值的方法是查询Hoek等的统计结果，具体如表1所示，系大量室内三轴试验结果的汇总，在缺少三轴试验的情况下可以参考引用。近年来西方国家的一些工程活动中，即便是大型工程，也很少开展大量的岩石室内试验，物理试验主要起到验证作用，m;取值多直接采用上述建议结果。在锦屏二级工程实践中开展了相当数量的岩石室内三轴试验，其中白山组大理岩质地较纯，结构和构造特征代表性良好。三轴试验统计结果显示，白山组大理岩m_i平均值为8.9，非常接近表1中给出的中值9，也说明了一般条件下该建议值的可靠性。

注意对于相同名称的岩石(表示物质组成和结构、构造特征相近)，表1所示m_i取值仍然可以存在较大的差别，其偏差一般>120%。当岩石结构或构造特征变化较大时，其偏差可能更大一些，一些情况下甚至>150%。因此，在工程实践中，如需要引用Hoek-Brown强度准则或参数取值方法时，建议开展岩石三轴试验获得比较可靠的m_i值。

2 地质强度指标定义与取值方法

Hoek-Brown强度准则开发的基本意图是通过简单的室内试验和便捷的现场工作估计现场大尺度岩体的力学参数，其中简单的室内试验为岩石单轴抗压试验和室内三轴试验，也是国内水电工作流程中常规性工作内容。而Hoek-Brown强度准则发展过程中一个重要环节是如何实现从室内岩块向现场岩体的“拓展”，虽然历经多次改进，但其基本原则仍然是和岩体质量概念相当，其中一个阶段直接采用RMR(岩体地质力学分类)值，后来引人了地质强度指标GSI，其本质是岩体完整性和结构面状态。

图I(a)表示了岩体结构特征，即GSI取值时考虑结构面之间的咬合程度。图1(b)斜向数字表示GSI取值;纵坐标表示了岩体完整性，用O.SRQD(RQD为岩石质量指标)作为衡量指标;横坐标表示了节理面状态，直接引用了RMR系统中节理面状态指标(JCond89)的取值结果(该值在[0 , 30〕之间)，采用结构面状态指标值的1.5倍。这一取值方法GSI取值范围为[0 , 85 ] o

注意GSI取值并不和 RQD、结构面状态指标值2个坐标值之间保持单一关系，而是3个方面因素组合的结果。比如，GSI = 70，既可以是相对发育、但性状很好结构面组合的结果，也可以代表性状相对一般、但结构面不发育的情形。这一特点体现了GSI的重要理念:反映地质条件多样性对岩体强度的影响。

3 地质强度指标取值实现过程

由此可见，如果现场钻孔岩芯编录时按照某个长度单位(如回次进尺长度)获得RQD，同时对该回次进尺长度范围内的节理面状态按照1989年版RMR系统的标准进行描述，则可以容易获得图1(h)横坐标JCondB。的取值，从而获得沿钻孔的GSI取值结果。

RQD和节理面状态是水电岩体质量分级的2个指标，不过，水电工程岩体质量分级.往往沿勘探平洞进行，采用波速测试的方式计算岩体完整性系数和描述岩体完整程度，而不是图1所示的RQD，这为通过平洞编录获得GSI取值造成了困难。解决这一问题有多种途径，其中之一是已知参数换算，比如利用平洞编录获得的节理密度指标、或者是波速测试结果(如岩体完整性系数)，不过，结合如美勘探平洞的实践表明，这些换算结果都缺乏足够的合理性，不满足工程应用的可靠性要求。其内在原因是平洞节理编录工程目的是针对一定长度的“优势性节理”，忽略了可以影响RQD取值的小裂隙和微裂隙(西部较常见)，而影响波速的因素更多，包含了RQD和其他一些因素。

利用平洞编录获得RQD的另外一条途径是引人测线法编录，简单地说，是在平洞某一侧边墙沿某个高度布置一条线，模拟现实中的钻孔估算RQDo具体是沿测线量测和累加间距)10 cm的块体长度总和，由此计算RQD，具体实施时需要考虑所有和测线相交、可以形成破裂面的节理裂隙。

由此可见，目前水电勘察工作流程中可以比较容易地获得GSI编录结果，从应用可靠性的角度出发，实现方式包括:

(1)利用钻孔岩芯编录获得GSI。重点是节理面状态指标的获取，可以对岩芯揭露的每一条天然节理裂隙面按照1989年版RMR的相关要求描述其状态和换算出定量性的取值结果。现实中由于钻孔岩芯揭露的节理裂隙面很小，节理面状态和现实差别较大，实际工作中往往简化操作，记录其中最好和最差2种情形。

(2)利用平洞编录获得GSI。重点是RQD的获取，建议采用测线法获得给定长度段(不超过5 m)内的RQD，通过现场编录同时获得每条结构面状态的可靠描述。

以上针对钻孔和平洞获得GSI的方式可以简单地描述为“简约方式”和“详细方式”，不论哪种方式，都是以某个长度段为单位，如钻孔编录的回次长度和平洞边墙的测线分段长度，从而可以通过较小的长度单位描述GSI沿钻孔和平洞的变化。

水电岩体质量分级体系中也包含节理面状态指标，不过，其取值标准与RMR并不一致，为避免实际应用过程的重复，可行的解决途径是“综合”2个系统中节理面状态取值标准，实现一次编录同时适用2个系统。

以上实现过程已经被嵌人到ItasCAD(一款地质三维建模和分析平台软件)综合数据库，只要在现场钻孔和平洞编录时按照数据库要求完成各单指标编录以后，系统可以自动换算出GSI以及水电分级结果。特别地，从数据库将GSI和水电分级结果输出到ItasCAD中对应的地质三维模型以后，利用地质模型所携带的其他信息(如埋深对应的围压水平等)，系统可以自动计算出水电行业取值方法、Hoek-Brown方法的岩体力学参数取值结果和空间分布。这一结果具有2个方面的现实意义:

(1)同时适应国内水电和海外工程技术要求，特别地，2种方法的对比结果可以方便地将相关的国内水电标准对比性地拓展延伸到海外工程实践。

(2)以较小尺度(如不超过5 m)开展素描和获得参数取值，也以较小的尺度描述岩体力学参数值空间分布和变化，为开展岩体力学特性空间不均匀性及其工程影响的研究奠定基础。此外，小尺度单位可以获得大量的数据样本，满足参数统计分析和岩体工程破坏概率设计的需要。