4）破裂后阶段D以后：岩块承载力达到峰值强度后，其
内部结构遭到破坏，但试件基本保持整体状。到本阶段，裂 隙快速发展。此后，岩块变形主要表现为沿宏观断裂面的块 体滑移，试件承载力随变形增大迅速下降，但并不降到零， 说明破裂的岩石仍有一定的承载力。
应力-应变曲线的类型
岩石的应力—应变
曲线随着岩石性质不同
a. 真三轴加载: 六个面均受到加压铁板所引起的摩擦力， 对试验结果影响很大，因而实用意义不大 故极少有人做这样的三轴试验。
应力状态：σ1>σ2> σ3
b.假三轴试验: 轴向压力的加载方式与单轴压缩时相同。 但由于有了侧向压力，其加载上时的端 部效应比单轴加载时要轻微得多。
应力状态： σ1>σ2=σ3
②塑性滞回环：每次加、卸载曲 线都形成一个塑性滞回环。随着 循环次数的增加，塑性滞回环的 面积也有所扩大，卸载曲线的斜 率（它代表着岩石的弹性模量） 也逐次略有增加，表明卸载应力 下的岩石材料弹性有所增强。 ③岩石的记忆性：每次卸载后再加载，在荷载超过上 一次循环的最大荷载以后，变形曲线仍沿着原来的单 调加载曲线上升（图中的OC线），好象不曾受到反复 加载的影响似的，这种现象称为岩石的变形记忆。
直接试验 试验方法
间接试验
间接试验 直接试验
3.岩石的抗剪强度
定义:岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的
最大剪应力称为岩石的抗剪切强度（Shear
strength）。所能抵抗的最大剪应力常用 表示
非限制性剪切强度试验
试验方法
限制性剪切强度试验
非限制性
限制性
4. 三轴抗压强度
定义：岩石在三向压缩荷载作用下，达到破坏时所能承受 的最大压应力称为岩石的三轴抗压强度
真三轴 假三轴
2.3.2 岩石的变形性质
岩石在载荷作用下首先发生的现象是变形,随
着载荷的不断增加，或在恒定的载荷作用下，随着时间的
增长，岩石的变形逐渐增加，最终导致岩石的破坏。岩石 的变形性质对岩石工程有重要影响。岩石的单向、 二向、三向变形特征不同，但研究最充分的是岩 石的单向变形， 岩石的变形(用应变表示) 与载荷(用应力表示)有关， 但有时还与时间有关。当岩 石的变形不仅取决于应力还 取决于时间时，需要考虑岩 石的流变特性。
有各种不同的类型。
弹性体
弹塑性体
类型I:弹性体 类型II:弹塑性体 类型III:塑弹性体 类型IV:塑-弹-塑体 类型V:S型 类型VI:弹-粘性体
塑弹性体
塑-弹-塑性体
S型
弹-粘性体
2.反复加卸载条件下岩石的变形特性
a.线弹性岩石：加载路径与卸载路径重合，沿着同一直线往返. b.完全弹性岩石:加载路径与卸载路径重合，应力-应变曲线是
曲线； c.弹性岩石：加载与卸载曲线不重合，反复加载和卸载时，应
力-应变曲线服从环路规律； d.非弹性岩石：加载路径与卸载路径不重合，形成塑性滞回环；
(d)
1)弹塑性岩石等荷载循环加载变形特征
①等荷载循环加载：如果多次反复加 载与卸载，且每次施加的最大荷载与 第一次施加的最大荷载一样。
②塑性滞回环：则每次加、卸载曲线 都形成一个塑性滞回环。这些塑性滞 回环随着加、卸载的次数增加而愈来 愈狭窄，并且彼此愈来愈近，岩石愈 来愈接近弹性变形，一直到某次循环 没有塑性变形为止，如图中的HH‘环。
粘性
1）弹性(elasticity)：
线弹性体，其应力－应变呈直线关系σ=Eε
非线性弹性体，其应力—应变呈非直线的关系
σ=f(ε)
2）塑性（plasticity） ：
不能恢复的那部分变形称为塑性变形，或称永久 变形，残余变形。
在外力作用下只发生塑性变形的物体，称为理想 塑性体。
理想塑性体:当应力低于
特点：①应变率随应力增加而减小； ②塑性变形（变形不可恢复）
原因：微裂隙闭合（压密）
2)弹性变形至微裂纹稳定发展阶段AC：
特点：①AB段为弹性变形阶段
②BC段为微裂纹稳定发展阶段
原因：岩石固体部分变形
1.单轴压缩下岩石的变形特征
应力-应变全过程曲线： 3）非稳定破裂发展阶段CD：
C点是岩石从弹性变为塑性的转折 点，称为屈服点。相应于该点的应 力为屈服极限，其值约为峰值强度 的2/3。进入本阶段后，微破裂的 发展出现了质的变化，破裂不断发 展，直至试件完全破坏。试件由体 积压缩转为扩容，轴向应变和体积 应变速率迅速增大。本阶段的上界 应力称为峰值强度。
其应力－应变Biblioteka 率关系为过坐标原点的直 线的物质称为理想粘性体（如牛顿流体）， 如图所示。
应力－应变速率关系：
σ=η dε/dt
1.单轴压缩下岩石的变形特征
应力-应变全过程曲线：
1)压密阶段OA：即试件中原有张开性结 构面或微裂隙逐渐闭合，岩石被压密， 形成早期的非线性变形，σ－ε曲线呈 上凹型。在此阶段试件横向膨胀较小， 试件体积随载荷增大而减小。本阶段 变形对裂隙化岩石来说较明显，而对 坚硬少裂隙的岩石则不明显，甚至不 显现。
③临界应力：当循环应力峰值小于某 一数值时，循环次数即使很多，也不 会导致试件破坏；而超过这一数值岩 石将在某次循环中发生破坏（疲劳破 坏），这一数值称为临界应力。当循 环应力超过临界应力时，岩石最终破 坏，给定的应力称为疲劳强度。
2)弹塑性岩石增荷载循环加载变形特征
①增荷载循环加载：如果多次反 复加载、卸载循环，每次施加的 最大荷载比前一次循环的最大荷 载为大。
屈服极限时，材料没有变形，
应力达到后，变形不断增大
而应力不变，应力－应变曲
线呈水平直线.
当σ <σo 时， ε=0
σ σ ε 当 ≥ o 时， ∞
塑性
3）粘性 (viscosity): 物体受力后变形不 能在瞬时完成，且应变速率随应力增加而 增加的性质，称为粘性。
应变速率与时间有关，粘性与时间有关
2.3.2 岩石的变形性质
岩石的变形有弹性变形、塑性变形和粘性变形三种. 弹性：物体在受外力作用的瞬间即产生全部变形，而去除
外力后又能 立即恢复其原有形状和尺寸的性质。
塑性：物体受力后变形，在外力去除后变形不能完全恢复. 粘性：物体受力后变形不能在瞬时完成，且应变速率随应力
增加而增加的性质
弹性
塑性
1. 岩石的单轴抗压强度
定义：岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所 能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度
σc=P/A P
A 式中：P——无侧限的条件下的轴向破坏荷载
A——试件截面积
P
2. 岩石的抗拉强度 定义：岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破
坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的 单轴抗拉强度(Tensile strength)。