ezfuerzos

El criterio de rotura de Hoek-Brown – Edición 2002
Hoek-Brown failure criterion – 2002 Edition
E. Hoek(1), C. Carranza-Torres(2), B. Corkum(3)
(1)

Consulting Engineer, (2) University of Minnesota, (3) RocScience Inc.

Resumen
El criterio de rotura de macizos rocosos de Hoek-Brown es ampliamente aceptado y ha sido aplicado en un gran
numero de proyectos a nivel mundial. Mientras que engeneral el criterio se considera satisfactorio, existen algunas
incertidumbres e inexactitudes que ha creado inconvenientes en su implementación a modelos numéricos y a programas
de computación de equilibrio límite. En particular, la dificultad de encontrar un ángulo de fricción y resistencia
cohesiva equivalentes para un macizo rocoso dado, ha sido un inconveniente desde la publicación originaldel criterio
en 1980. Este artículo intenta resolver todos estos problemas y establece una secuencia de cálculos recomendadas
para la aplicación del criterio de rotura. Un programa de computación asociado, denominado “RocLab”, ha sido
desarrollado con la finalidad de ser un medio conveniente de resolución y graficación de las ecuaciones presentadas
en este artículo.

Abstract
The Hoek-Brownfailure criterion for rock masses is widely accepted and has been applied in a large number of
projects around the world. While, in general, it has been found to be satisfactory, there are some uncertainties and
inaccuracies that have made the criterion inconvenient to apply and to incorporate into numerical models and limit
equilibrium programs. In particular, the difficulty of finding anacceptable equivalent friction angle and cohesive
strength for a given rock mass has been a problem since the publication of the criterion in 1980. This paper resolves all
these issues and sets out a recommended sequence of calculations for applying the criterion. An associated Windows
program called “RocLab” has been developed to provide a convenient means of solving and plotting the equationspresented in this paper.

1.INTRODUCCIÓN
Hoek y Brown [1, 2] introdujeron su criterio de
rotura en un intento de proporcionar los datos de
partida para el análisis necesario en el diseño de
excavaciones subterráneas en roca competente. El
criterio se dedujo a partir de los resultados de las
investigaciones de Hoek [3] de roturas frágiles de
rocas intactas y de un modelo de estudio delcomportamiento de macizos rocosos de Brown [4]. El
criterio partía de las propiedades de la roca intacta
y entonces se introducían factores reductores de
esta propiedades sobre la base de las característi-

cas de un macizo rocoso diaclasado. Los autores,
intentando relacionar el criterio empírico con las
observaciones geológicas, por medio de uno de los
sistemas de clasificación de los macizosrocosos,
eligieron para este propósito el RMR (Rock Mass
Rating) propuesto por Bieniawski [5].
Debido a la ausencia de otras alternativas, el criterio fue pronto adoptado por la comunidad de la
mecánica de rocas y su uso rápidamente extendido
más allá de los límites originales utilizados en la
deducción de las relaciones de reducción de la resistencia.
Consecuentemente, llegó a ser necesarioreexa1

minar estas relaciones e introducir nuevos elementos cada vez que dicho criterio era aplicado a un
amplio rango de problemas prácticos. Fruto de estos avances fue la introducción de la idea de macizos rocosos “inalterados” y “alterados” por Hoek
y Brown [6], y la introducción de un criterio modificado para obligar a la resistencia a tracción del
macizo rocoso a tender a cero paramacizos de calidad muy mala (Hoek, Wood y Shah, [7]).
Una de las primeras dificultades que aparecen en
muchos problemas geotécnicos, particularmente en
el ámbito de la estabilidad de taludes, es que es
más conveniente tratar el criterio original de HoekBrown en términos de esfuerzos normales y al corte
mas que en términos de esfuerzos principales, según
la ecuación original:
σ1 = σ3 + σci m...