3-3 岩石的力学特性
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经验公式 ： P t 0.96 2 D 式中：P—破坏时的荷载，N；
D— 试件直径；cm。 试件直径1.27～3.05cm 要求:（由于离散性大），每组15个，取均值 岩石的抗拉强度远远小于其抗压强度，一般情况下，
1 1 t ( ~ ) c 10 50
23
抗拉强度 ：
t
MC I
峰值前应力-应变关系
(1965)
少裂隙、 致密、坚硬、少裂隙 岩性较软
致密、坚硬、多裂隙
较多裂隙、 岩性较软
13
峰值后应力-应变关系
瓦维斯基和法赫斯特根据后区曲线将岩石全过程曲线分为Ⅰ 型和Ⅱ型，Ⅰ型为稳定破裂传播型，峰值后外力做功才能使试件 进一步破坏； Ⅱ型为非稳定破裂传播型。
葛修润院士认为Ⅱ型是人为因素控制，控制轴线应变，峰后 曲线在P点之右。
30
变角板剪切试验缺点是α角不能太大或太小，太大易倾倒而 太小不易剪切破坏，一般在30°~60°间选取。
31
32
§3.4 岩石三轴压缩条件下的力学特性 一、岩石三轴抗压强度
岩石在三向压缩作用下达到破坏时的最大压应力。加
载方式包括真三轴和常规三轴加载两种。
33
一、岩石三轴抗压强度Fra bibliotek围压越大，岩石的三轴极限 强度σ1p (峰值强度)越大。
20.5MPa，25MPa）
44
二、岩石的流变模型
岩石的流变本构模型：用于描述岩石应力－应变关系随时 间变化的规律。它是通过试验－理论－应用证实而得到的。 本构模型分类： 1、经验公式模型：根据不同试验条件及不同岩石种类求得 的数学表达式，这种表达式通常采用幂函数、指数函数、 对数函数的形式表达。 2、积分模型：是在考虑施加的应力不是一个常数时的更一 般的情况下，采用积分的形式表示应力－应变－时间关系 的本构方程。 3、组合模型：将岩石抽象成一系列简单元件（弹簧、阻尼 器、摩擦块），将其组合来模拟岩石的流变特性而建立的 本构方程。 45
2
10
岩石的抗压强度
11
岩石应力-应变全过程曲线及其五个变形阶段
（1）0A段：微裂隙闭合阶段,微裂隙压密极限σ A。 （2）AB段：近似直线，弹性阶段，σ B为弹性极限。 （3）BC段：屈服阶段，微裂隙扩展，塑性变形，σ C为屈服极 限。 （4）CD段：破坏阶段，σ D为强度极限，即单轴抗压强度。 12 （5）DE段：即破坏后阶段,σ E为残余强度。
4
岩石的力学特性概述
弹性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形 能够恢复的性质。 塑性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形
不能恢复的性质。
脆性：物体在外力作用下变形很小时就发生破坏的性质。 延性：物体能够承受较大的塑性变形而不丧失其承载能力 的性质。 粘性（流变性）：物体受力后变形不能在瞬间完成，且应 变速度（dε /dt）随应力大小而变化的性质。
2 3 4
剪切破坏，破坏角θ=22°(θ为破坏面与σ1的夹角)。 拉剪破坏，θ≈15°。 拉裂破坏，θ≈0°。
37
4 2 3 8 2 3 8
§3-5 岩石流变特性 一、流变的概念
岩石的流变性是指岩石应力应变关系随时间而变化的性质。 蠕变
流变性
松弛 弹性后效
蠕变——当应力保持恒定时，应变随时间增长而增大。 松弛——当应变保持恒定时，应力随时间增长而逐渐减小。
42
2、岩石的典型蠕变曲线及其特征
典型的蠕变曲线可分为4个阶段：
(1)瞬时弹性变形阶段（OA）： 0
(2)一次蠕变阶段（AB）： d 2 0 2 （瞬态蠕变段） d t (3)二次蠕变阶段（BC）： （等速或稳定蠕变段） (4)三次蠕变阶段（CD）： （加速蠕变段） 蠕变变形总量：ε =ε
M ——作用在试件上的最大弯矩 C ——梁边缘到中性轴的距离 I ——梁截面绕中性轴的惯性矩
①岩石是各向同性的线弹性材料
适用条件： ②满足平面假设的对称面内弯曲
24
岩石的抗拉强度
25
§3.3 岩石剪切条件下的力学特性
岩石的抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的极限能力，它 是岩石力学中重要指标之一，常以内聚力c和内摩擦角υ 这两个抗剪参数表示。
2
本章重点:
1、岩石的基本物理性质；
2、岩石的单轴压缩变形特性，应力－应变全过程曲 线的工程意义；
3、岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及其实验 室测定方法； 4、岩石在三轴压缩条件下的力学特性； 5、莫尔强度理论、格里菲斯断裂强度理论及判据； 6、岩石的流变性。
本章难点：岩石的流变性。
3
岩石的力学特性概述
P c A 单轴压缩试验试件标准：
圆柱形试件：υ 4.8－5.2cm，高H= (2－2.5)υ 长方体试件：边长L= 4.8－5.2cm, 高H=（2－2.5)L 试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm 两端面垂直于轴线±0.25o
7
影响单轴抗压强度的主要因素
（1）承压板端部的摩擦力及其刚度 （2）试件的形状和尺寸 形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工
34
二、常规三轴试验条件下的岩石变形与强度
1、围压对岩石刚度的影响
当岩性较弱时，弹模随围压增大而增大，表明岩石存在的空 隙在围压作用下闭合使得岩石刚度增大。
35
二、常规三轴试验条件下的岩石变形与强度
2、围压对岩石破坏方式的影响
围压较小时(σ3≤60MPa)，峰值 应变小，峰值与残余强度差异大。
围压较大时(σ3=85~105MPa)， 岩石发生塑性变形后破坏，破坏后 有一定应力降。
0
E
d 2 0 2 d t
d 2 0 2 d t
0+ε 1(t)+ε 2(t)+ε 3(t)
式中：ε 0为瞬时弹性应变；ε 1(t)，ε 2(t)，ε 3(t)为与时间有关的一次蠕 变、二次蠕变、三次蠕变。ε v 为粘塑性应变， ε Q 为粘弹性应变。 43
3、岩石的蠕变曲线类型
稳定蠕变。曲线包含瞬时弹性 变形、瞬态蠕变和稳定蠕变3个 阶段（压应力10MPa，12.5MPa） 典型蠕变。曲线包含4个阶段 （压应力15MPa，18.1MPa） 加速蠕变。曲线几乎无稳定蠕 变阶段，应变率很高 （压应力
P ——压力机上施加的总垂直力，kN； N ——作用在试件剪切面上的法向总压力，kN； Q ——作用在试件剪切面上的切向总剪力，kN； f ——压力机垫板下面的滚珠的摩擦系数，
可由摩擦校正试验决定； ——剪切面与水平面所成的角度。 将上式分别除以剪切面面积即得：
f
P (cos f sin ) A P (sin f cos a ) A
17
d、弹塑性类岩石
Ee e
变形模量 ：
E0
e p
1 1 1 E0 Ee EP
式中：Ee——弹性模量； Ep——塑性模量
18
§3.2 岩石单轴拉伸条件下的力学特性
岩石单轴抗拉强度就是岩石试件在单轴拉力作用下抵抗破
坏的能力，数值上等于破坏时的最大拉应力。
1、直接拉伸试验
5
s
o
o
理想弹性体
s
理想弹塑性体
o
o
d dt
线性硬化弹塑性体
理想粘性体
6
§3-1 岩石单轴压缩条件下的力学特性
一、岩石单轴抗压强度σC
岩石单轴抗压强度就是岩石试件在单轴压力作用下(无围
压，只在轴向加压力)所能承受的最大压应力。单轴抗压强度
等于达到破坏时最大轴向压力除以试件的横截面积，即
大，则蠕变速率愈大。
41
稳定蠕变：岩石在较小的恒定力作用下，变形随时间增加
到一定程度后就趋于稳定，不再随时间增加而变化，应变保持 为一个常数。稳定蠕变一般不会导致岩体整体失稳。 非稳定蠕变：岩石承受的恒定荷载较大，当岩石应力超过 某一临界值时，变形随时间增加而增大，其变形速率逐渐增大， 最终导致岩体整体失稳破坏。 岩石的长期强度：岩石的蠕变形式取决于岩石应力大小， 当应力小于某一临界值时，岩石产生稳定蠕变；当应力大于该 值时，岩石产生非稳定蠕变。则将该临界应力称为岩石的长期 强度。
围压很大时(σ3＞145MPa)，岩 石屈服后发生很大塑性变形，没有 明显应力降。 脆性破坏：变形很小时，由弹性 变形直接发展为急剧、迅速的破坏， 应力降较大。
塑性破坏：岩石发生较大的永久 变形后破坏，应力降很小。
36
三、真三轴试验条件下的力学特征
在低应力区内，σ1p 随着σ2的增加而增长，增 长程度比σ3的影响小；超 过特定区后，σ1p 随着σ2 的增加而下降。
基本概念：
屈服：岩石受荷载作用后，随着荷载的增大，由弹性状态过 渡到塑性状态，这种过渡称为屈服。
破坏：把材料进入无限塑性增大时称为破坏。 岩石强度：是指岩石抵抗破坏的能力。岩石在外力作用下， 当应力达到某一极限值时便发生破坏，这个极限值就是岩石
的强度。
强度特性 变形特性 单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、 三轴抗压强度 变形模量、泊松比、切边模量、应力应变关系
尺寸：大于矿物颗粒的10倍；
高径比：研究表明；h/d≥(2~3)较合理 （3）加载速度
加载速度越大，表现强度越高
规定加载速度为0.5 ~0.8 MPa/s （4）环境 含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明 显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱 和强度的2~3倍。 温度：温度增加，岩石强度降低。
中南大学土木工程学院 《岩体力学》课程
第三章 岩石的力学特性
2012-2013年度第一学期
1
本章内容
§3-1 岩石单轴压缩条件下的力学特性
§3-2 岩石单轴拉伸条件下的力学特性
§3-3 岩石剪切条件下的力学特性 §3-4 岩石三轴压缩条件下的力学特性 §3-5 岩石流变特性 §3-6 影响岩石力学性质的因素 §3-7 岩石的强度理论
割线模量： E割
工程上常用E50 ：
50 E50 50
16
初始模量反映了岩石中微裂隙的多少。 切线模量反映了岩石的弹性变形特征。 割线模量反映了岩石的总体变形特征。 c.具有粘性的弹性岩石 由于应变恢复有滞后
现象，即加载和卸载曲线 不重合。P点加载弹模取过 P点的加载曲线的切线斜率， P点卸载弹模取过P点的卸 载曲线的切线斜率。
P t A
不易成功，夹具两 端应力集中引起试 件两端破裂
19
2、间接拉伸试验
① 劈裂法（巴西试验法）
圆饼试件：
2P x t dt
6P y dt
20
方形试件：
2P t ah
式中：P—破坏时的荷载，N; d— 试件直径；cm；
t—试件厚度，cm；
a，h—方形试件边长和厚度，cm。
8
岩石单轴压缩时的常见破坏形式
单轴压力作用下试件的劈裂； 单斜面剪切破坏；
多个共轭斜面剪切破坏
破坏形态是表现破坏机理的重要特征，由应力状态和试验条 件等因素决定。
9
对于风化严重，难以加工 成试件的岩石，可根据点荷载 试验计算岩石的抗压强度：
c 24I s
式中：Is—点荷载强度指标
Is P / D
弹性——加载或卸载时，弹性应变滞后于应力。
38
1939.01
1940.05
阿尔卑斯山谷反倾岩层中蠕动
39
40
二、岩石的蠕变性能
1、岩石的蠕变特性
通常用蠕变曲线（ε -t曲线）表示岩石的蠕变特性。
蠕变曲线与所加应力的大 小有关系，在低应力时，蠕变 可以渐趋稳定，材料不致破坏； 在高应力时，蠕变则加速发展， 终将引起材料的破坏。应力愈
21
不规则试件（加压方向应满足h/a≤1.5 ）：
t
P V 2/3
式中：P—破坏时的荷载，N; a—加压方向的尺寸； h—厚度； V—不规则试件的体积。 由于岩石中的微裂隙，在间接拉伸试验中，外力
都是压力，必然使部分微裂隙闭合，产生摩擦力，从
而使测得的抗拉强度值比直接拉伸法测得的大。
22
②点荷载试验法
14
岩石变形特性参数的测定
1、弹性模量E的确定 a、 线 弹 性 类 岩 石 ——σ ～ ε 曲线呈线性关系，曲线上任一点 P的弹性模量E：
E
15
b.σ ～ε 曲线呈非线性关系
d 初始模量: E初＝ d
切线模量（直线段）：
0
a 2 a1 E切＝ a 2 a1
26
①剪切面上无压应力的剪切试验
27
②剪切面上有压应力的剪切试验
试件尺寸：直径或边长不小于50mm，高度应等于直径或边长。 改变P，即可测得多组σ 、τ ，作出σ ～τ 曲线。
P A
T A
tan c
28
29
③变角板剪切试验
N P cos Pf sin 0 Q Pf cos P sin 0
D— 试件直径；cm。 试件直径1.27～3.05cm 要求:（由于离散性大），每组15个，取均值 岩石的抗拉强度远远小于其抗压强度，一般情况下，
1 1 t ( ~ ) c 10 50
23
抗拉强度 ：
t
MC I
峰值前应力-应变关系
(1965)
少裂隙、 致密、坚硬、少裂隙 岩性较软
致密、坚硬、多裂隙
较多裂隙、 岩性较软
13
峰值后应力-应变关系
瓦维斯基和法赫斯特根据后区曲线将岩石全过程曲线分为Ⅰ 型和Ⅱ型，Ⅰ型为稳定破裂传播型，峰值后外力做功才能使试件 进一步破坏； Ⅱ型为非稳定破裂传播型。
葛修润院士认为Ⅱ型是人为因素控制，控制轴线应变，峰后 曲线在P点之右。
30
变角板剪切试验缺点是α角不能太大或太小，太大易倾倒而 太小不易剪切破坏，一般在30°~60°间选取。
31
32
§3.4 岩石三轴压缩条件下的力学特性 一、岩石三轴抗压强度
岩石在三向压缩作用下达到破坏时的最大压应力。加
载方式包括真三轴和常规三轴加载两种。
33
一、岩石三轴抗压强度Fra bibliotek围压越大，岩石的三轴极限 强度σ1p (峰值强度)越大。
20.5MPa，25MPa）
44
二、岩石的流变模型
岩石的流变本构模型：用于描述岩石应力－应变关系随时 间变化的规律。它是通过试验－理论－应用证实而得到的。 本构模型分类： 1、经验公式模型：根据不同试验条件及不同岩石种类求得 的数学表达式，这种表达式通常采用幂函数、指数函数、 对数函数的形式表达。 2、积分模型：是在考虑施加的应力不是一个常数时的更一 般的情况下，采用积分的形式表示应力－应变－时间关系 的本构方程。 3、组合模型：将岩石抽象成一系列简单元件（弹簧、阻尼 器、摩擦块），将其组合来模拟岩石的流变特性而建立的 本构方程。 45
2
10
岩石的抗压强度
11
岩石应力-应变全过程曲线及其五个变形阶段
（1）0A段：微裂隙闭合阶段,微裂隙压密极限σ A。 （2）AB段：近似直线，弹性阶段，σ B为弹性极限。 （3）BC段：屈服阶段，微裂隙扩展，塑性变形，σ C为屈服极 限。 （4）CD段：破坏阶段，σ D为强度极限，即单轴抗压强度。 12 （5）DE段：即破坏后阶段,σ E为残余强度。
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岩石的力学特性概述
弹性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形 能够恢复的性质。 塑性：指物体在外力作用下发生变形，当外力撤出后变形
不能恢复的性质。
脆性：物体在外力作用下变形很小时就发生破坏的性质。 延性：物体能够承受较大的塑性变形而不丧失其承载能力 的性质。 粘性（流变性）：物体受力后变形不能在瞬间完成，且应 变速度（dε /dt）随应力大小而变化的性质。
2 3 4
剪切破坏，破坏角θ=22°(θ为破坏面与σ1的夹角)。 拉剪破坏，θ≈15°。 拉裂破坏，θ≈0°。
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4 2 3 8 2 3 8
§3-5 岩石流变特性 一、流变的概念
岩石的流变性是指岩石应力应变关系随时间而变化的性质。 蠕变
流变性
松弛 弹性后效
蠕变——当应力保持恒定时，应变随时间增长而增大。 松弛——当应变保持恒定时，应力随时间增长而逐渐减小。
42
2、岩石的典型蠕变曲线及其特征
典型的蠕变曲线可分为4个阶段：
(1)瞬时弹性变形阶段（OA）： 0
(2)一次蠕变阶段（AB）： d 2 0 2 （瞬态蠕变段） d t (3)二次蠕变阶段（BC）： （等速或稳定蠕变段） (4)三次蠕变阶段（CD）： （加速蠕变段） 蠕变变形总量：ε =ε
M ——作用在试件上的最大弯矩 C ——梁边缘到中性轴的距离 I ——梁截面绕中性轴的惯性矩
①岩石是各向同性的线弹性材料
适用条件： ②满足平面假设的对称面内弯曲
24
岩石的抗拉强度
25
§3.3 岩石剪切条件下的力学特性
岩石的抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的极限能力，它 是岩石力学中重要指标之一，常以内聚力c和内摩擦角υ 这两个抗剪参数表示。
2
本章重点:
1、岩石的基本物理性质；
2、岩石的单轴压缩变形特性，应力－应变全过程曲 线的工程意义；
3、岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及其实验 室测定方法； 4、岩石在三轴压缩条件下的力学特性； 5、莫尔强度理论、格里菲斯断裂强度理论及判据； 6、岩石的流变性。
本章难点：岩石的流变性。
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岩石的力学特性概述
P c A 单轴压缩试验试件标准：
圆柱形试件：υ 4.8－5.2cm，高H= (2－2.5)υ 长方体试件：边长L= 4.8－5.2cm, 高H=（2－2.5)L 试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm 两端面垂直于轴线±0.25o
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影响单轴抗压强度的主要因素
（1）承压板端部的摩擦力及其刚度 （2）试件的形状和尺寸 形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工
34
二、常规三轴试验条件下的岩石变形与强度
1、围压对岩石刚度的影响
当岩性较弱时，弹模随围压增大而增大，表明岩石存在的空 隙在围压作用下闭合使得岩石刚度增大。
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二、常规三轴试验条件下的岩石变形与强度
2、围压对岩石破坏方式的影响
围压较小时(σ3≤60MPa)，峰值 应变小，峰值与残余强度差异大。
围压较大时(σ3=85~105MPa)， 岩石发生塑性变形后破坏，破坏后 有一定应力降。
0
E
d 2 0 2 d t
d 2 0 2 d t
0+ε 1(t)+ε 2(t)+ε 3(t)
式中：ε 0为瞬时弹性应变；ε 1(t)，ε 2(t)，ε 3(t)为与时间有关的一次蠕 变、二次蠕变、三次蠕变。ε v 为粘塑性应变， ε Q 为粘弹性应变。 43
3、岩石的蠕变曲线类型
稳定蠕变。曲线包含瞬时弹性 变形、瞬态蠕变和稳定蠕变3个 阶段（压应力10MPa，12.5MPa） 典型蠕变。曲线包含4个阶段 （压应力15MPa，18.1MPa） 加速蠕变。曲线几乎无稳定蠕 变阶段，应变率很高 （压应力
P ——压力机上施加的总垂直力，kN； N ——作用在试件剪切面上的法向总压力，kN； Q ——作用在试件剪切面上的切向总剪力，kN； f ——压力机垫板下面的滚珠的摩擦系数，
可由摩擦校正试验决定； ——剪切面与水平面所成的角度。 将上式分别除以剪切面面积即得：
f
P (cos f sin ) A P (sin f cos a ) A
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d、弹塑性类岩石
Ee e
变形模量 ：
E0
e p
1 1 1 E0 Ee EP
式中：Ee——弹性模量； Ep——塑性模量
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§3.2 岩石单轴拉伸条件下的力学特性
岩石单轴抗拉强度就是岩石试件在单轴拉力作用下抵抗破
坏的能力，数值上等于破坏时的最大拉应力。
1、直接拉伸试验
5
s
o
o
理想弹性体
s
理想弹塑性体
o
o
d dt
线性硬化弹塑性体
理想粘性体
6
§3-1 岩石单轴压缩条件下的力学特性
一、岩石单轴抗压强度σC
岩石单轴抗压强度就是岩石试件在单轴压力作用下(无围
压，只在轴向加压力)所能承受的最大压应力。单轴抗压强度
等于达到破坏时最大轴向压力除以试件的横截面积，即
大，则蠕变速率愈大。
41
稳定蠕变：岩石在较小的恒定力作用下，变形随时间增加
到一定程度后就趋于稳定，不再随时间增加而变化，应变保持 为一个常数。稳定蠕变一般不会导致岩体整体失稳。 非稳定蠕变：岩石承受的恒定荷载较大，当岩石应力超过 某一临界值时，变形随时间增加而增大，其变形速率逐渐增大， 最终导致岩体整体失稳破坏。 岩石的长期强度：岩石的蠕变形式取决于岩石应力大小， 当应力小于某一临界值时，岩石产生稳定蠕变；当应力大于该 值时，岩石产生非稳定蠕变。则将该临界应力称为岩石的长期 强度。
围压很大时(σ3＞145MPa)，岩 石屈服后发生很大塑性变形，没有 明显应力降。 脆性破坏：变形很小时，由弹性 变形直接发展为急剧、迅速的破坏， 应力降较大。
塑性破坏：岩石发生较大的永久 变形后破坏，应力降很小。
36
三、真三轴试验条件下的力学特征
在低应力区内，σ1p 随着σ2的增加而增长，增 长程度比σ3的影响小；超 过特定区后，σ1p 随着σ2 的增加而下降。
基本概念：
屈服：岩石受荷载作用后，随着荷载的增大，由弹性状态过 渡到塑性状态，这种过渡称为屈服。
破坏：把材料进入无限塑性增大时称为破坏。 岩石强度：是指岩石抵抗破坏的能力。岩石在外力作用下， 当应力达到某一极限值时便发生破坏，这个极限值就是岩石
的强度。
强度特性 变形特性 单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、 三轴抗压强度 变形模量、泊松比、切边模量、应力应变关系
尺寸：大于矿物颗粒的10倍；
高径比：研究表明；h/d≥(2~3)较合理 （3）加载速度
加载速度越大，表现强度越高
规定加载速度为0.5 ~0.8 MPa/s （4）环境 含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明 显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱 和强度的2~3倍。 温度：温度增加，岩石强度降低。
中南大学土木工程学院 《岩体力学》课程
第三章 岩石的力学特性
2012-2013年度第一学期
1
本章内容
§3-1 岩石单轴压缩条件下的力学特性
§3-2 岩石单轴拉伸条件下的力学特性
§3-3 岩石剪切条件下的力学特性 §3-4 岩石三轴压缩条件下的力学特性 §3-5 岩石流变特性 §3-6 影响岩石力学性质的因素 §3-7 岩石的强度理论
割线模量： E割
工程上常用E50 ：
50 E50 50
16
初始模量反映了岩石中微裂隙的多少。 切线模量反映了岩石的弹性变形特征。 割线模量反映了岩石的总体变形特征。 c.具有粘性的弹性岩石 由于应变恢复有滞后
现象，即加载和卸载曲线 不重合。P点加载弹模取过 P点的加载曲线的切线斜率， P点卸载弹模取过P点的卸 载曲线的切线斜率。
P t A
不易成功，夹具两 端应力集中引起试 件两端破裂
19
2、间接拉伸试验
① 劈裂法（巴西试验法）
圆饼试件：
2P x t dt
6P y dt
20
方形试件：
2P t ah
式中：P—破坏时的荷载，N; d— 试件直径；cm；
t—试件厚度，cm；
a，h—方形试件边长和厚度，cm。
8
岩石单轴压缩时的常见破坏形式
单轴压力作用下试件的劈裂； 单斜面剪切破坏；
多个共轭斜面剪切破坏
破坏形态是表现破坏机理的重要特征，由应力状态和试验条 件等因素决定。
9
对于风化严重，难以加工 成试件的岩石，可根据点荷载 试验计算岩石的抗压强度：
c 24I s
式中：Is—点荷载强度指标
Is P / D
弹性——加载或卸载时，弹性应变滞后于应力。
38
1939.01
1940.05
阿尔卑斯山谷反倾岩层中蠕动
39
40
二、岩石的蠕变性能
1、岩石的蠕变特性
通常用蠕变曲线（ε -t曲线）表示岩石的蠕变特性。
蠕变曲线与所加应力的大 小有关系，在低应力时，蠕变 可以渐趋稳定，材料不致破坏； 在高应力时，蠕变则加速发展， 终将引起材料的破坏。应力愈
21
不规则试件（加压方向应满足h/a≤1.5 ）：
t
P V 2/3
式中：P—破坏时的荷载，N; a—加压方向的尺寸； h—厚度； V—不规则试件的体积。 由于岩石中的微裂隙，在间接拉伸试验中，外力
都是压力，必然使部分微裂隙闭合，产生摩擦力，从
而使测得的抗拉强度值比直接拉伸法测得的大。
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②点荷载试验法
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岩石变形特性参数的测定
1、弹性模量E的确定 a、 线 弹 性 类 岩 石 ——σ ～ ε 曲线呈线性关系，曲线上任一点 P的弹性模量E：
E
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b.σ ～ε 曲线呈非线性关系
d 初始模量: E初＝ d
切线模量（直线段）：
0
a 2 a1 E切＝ a 2 a1
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①剪切面上无压应力的剪切试验
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②剪切面上有压应力的剪切试验
试件尺寸：直径或边长不小于50mm，高度应等于直径或边长。 改变P，即可测得多组σ 、τ ，作出σ ～τ 曲线。
P A
T A
tan c
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③变角板剪切试验
N P cos Pf sin 0 Q Pf cos P sin 0