常用的岩石强度理论主要有库仑强度准则、莫尔强度准 则、格里菲斯强度理论等。
1、库仑强度准则。库仑认为岩石的破坏主要是剪切破坏, 采用式（3-1）表示:
c tan
（3-1）
2、莫尔强度准则。莫尔把库仑准则推广到三向应力状态， f ( ) 认识到材料性质本身是应力的函数，用函数关系 表示，破坏条件可以从莫尔包络线得到，见图3-1。 Hohai University
2Ea C
（3-3）
双向压缩应力条件下（见图3-2），在不考虑摩擦对闭 合裂纹的影响并假定椭圆形裂纹将从最大拉应力集中点开 始扩展，裂纹扩展准则为：
2 （1 - 3） ＝81 （1 +3 3 >0） 1 3
（3-4）
3 1
（1 +3 3 0）
（3-5）
2P t DH
（3-8） Hohai University
试件尺寸及垫条材料和尺寸对抗拉强度试验的影 响比较明显，见表3-13～3-16。
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第五节 岩石直剪试验
岩石抗剪强度是指岩石在剪切载荷作用下破坏时 所能承受的最大剪应力，按试验方法的不同分为岩石 直剪强度和岩石三轴抗剪强度。 关于试件破坏剪断破坏的判断标准。 （1）剪切载荷加不上或无法稳定； （2）剪切位移明显变大，在剪应力 与剪切位移u 关系曲线上出现明显的突变段； （3）剪切位移增大，在剪应力与剪切位移关系曲线 上未出现明显的突变段，但总剪切位移已达到试件连 长的10％。 Hohai University
1、岩石试件的防油处理； 2、加载速率的选择；
3、侧压力的侧压力的效应；
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第四节 岩石抗拉强度试验
岩石抗拉强度是指岩石试件在外力作用下抵抗拉 应力的能力，为岩石试件拉伸破坏时的极限载荷与受 拉截面积的比值。 岩石抗拉强度的试验方法很多，分为轴向拉伸法、 劈裂法、弯曲试验法和圆柱体或球体的径向压裂法等。 其中劈裂法，由于操作简单且用而被广泛采用。图37为劈裂破坏形式，其抗拉节 岩石点荷载强度试验
岩石点荷载强度试验在点荷载仪上进行（试验装 置见图3-9），将岩石试件置于上下2个球端圆锥之间， 对其施加集中荷载，直至试件破坏，测定其点荷载强 度指数。 试件形态及尺寸是影响点荷载试验成果 最关键的因素，因此须进行修正。 另外，试件含水状态对测试成果的影响 尤为明显。
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第七节 岩石断裂韧度试验
岩石的断裂韧度是表征岩石材料阻止裂缝扩展的 能力，是岩石抵抗断裂的力学指标，用 K IC 表示。 影响断裂韧度试验成果的因素有试件的各向异性、 试件的尺寸、试件的含水状态、加载速率以及切口形 式等。 夹式引伸计包括2要悬臂梁和1块隔离块，电阻应 变片贴在每根悬臂梁的拉伸面和压缩面，联接成包括 一个合适的平衡电阻的惠斯顿电桥（见图3-12），梁 和隔离块尺寸见图3-13。 Hohai University
3、格里菲斯强度理论。格里菲斯提出脆性材料断裂起因 是分布在材料中的微小裂纹尖端拉应力集中所致，建立了 确定断裂扩展的能量不稳定原理。 当作用力的势能始终保持不变时，裂纹扩展准则为：
(Wd Wc ) 0 c
（3-2）
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当单位厚度内存在初始长度为2C 的椭圆形裂纹时，在 拉伸应力作用下裂纹扩展准则为：
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岩石单轴压缩试验受多因素的影响：（1）加载速 率；（2）试件尺寸（高径比，规定2：1）（见表32）等。 Hohai University
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第二节 岩石单轴抗压强度试验
岩石单轴抗压强度是岩石试件在无侧 限条件下受轴向作用破坏时单位面积 所承受的载荷。 某些岩石的干抗压强度、饱和抗压强度及软化系 数见表3-3。
影响岩石抗压强度技术方面的因素较多，有加载 速率、试件尺寸、试件形态、试件高径比等。表34～3-7是试件尺寸对岩石抗压强度的影响。
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第三节 岩石三轴压缩试验
岩石三轴抗压试验是指岩石试件在三向应力状态 下受轴向力作用破坏时单位面积所承受的载荷。其试 验仪器见图3-6。
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为了使夹式引伸计能方便地安装在试件上，应加 工一对如图3-14（a）所示的刀口，刀口粘贴在试件 切口两侧。引伸计安装方式见图3-14（b）。
——岩土工程科学研究所
岩石力学
(Rock Mechanics)
孔纲强 2011年12月
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第３章 岩石的力学性质试验
岩石强度理论（了解）
主 要 内 容
岩石单轴压缩变形试验（重点） 岩石单轴抗压强度试验（重点） 岩石三轴压缩试验（重点） 岩石抗拉强度试验（重点） 岩石直剪试验（重点） 岩石抗拉强度试验（重点） 岩石点荷载强度试验（重点） 岩石断裂韧度试验（重点） Hohai University
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第一节 岩石单轴压缩变形试验
岩石具有与金属类弹性材料不同的独特的变形特 性，这种变形特性用变形模量、弹性模量和泊松比等 参数表示。
常见岩石的变形模量和泊松比见表3-1。 岩块变形参数主要采用岩块单轴压缩变形试验方 法取得。岩石应力—应变全过程曲线（见图3-3，图 3-4）是研究本构模型的依据，需要在刚性伺服试验 机上进行试验获得。 Hohai University
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根据岩石三轴试验成果，可以确定岩石三轴抗剪 强度参数。见式3-6和3-7。
F 1 f 2 F
（3-6）
R c 2 F
（3-7）
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岩石三轴试验根据侧向压力加载方式分为真三轴
1 2 3 ）加载两 （1 2 3 ）和假三轴（ 种。 影响三轴压缩试验成果的主要影响因素有：