第62页，共91页，星期日，2025年，2月5日日本学者茂木清夫将围压下岩石的力学性质分成A类岩石（主要指碳酸盐类岩石）及B类岩石（主要指硅酸盐类岩石）两大类如图3-13所示。图3-13A类岩石（a）及B类(b)在围压下的应力一应变曲线第63页，共91页，星期日，2025年，2月5日A类岩石其围压对屈服应力的影响相对较小，即围压增大时屈服应力相对增加不大，但其破坏前的应变随着围压增大而单调地增加，即在常温下碳酸盐类岩石容易由脆性过渡到延性。B类岩石其围压对强度影响较大，随着围压增加而增大，但在常温下，由脆性向延性过渡往往需要增加较高的围压，除非提高温度。有些硅酸盐类岩石在围压增加到几百MPa时，仍处于脆性状态。例如玄武岩、花岗岩在室温下达到1000MPa左右才能由脆性转化为延性；一般岩石大致在1200MPa左右才能转化为延性；石英岩甚至在2000MPa时，仍为脆性。第64页，共91页，星期日，2025年，2月5日五、常温常压下岩石的典型应力一应变曲线在常规压力机上进行岩石单轴实验时，随着压力逐渐增加，岩石试件会产生一定变形并同时储存着一定的应变能。当所加的应力超过岩石的强度极限(strengthlimit)（如图3-2，应力一应变曲线只能到C点）后，岩石会突然破坏。在刚性实验机上可得到如图3-2所示的典型的全应力一应变曲线（completestress-straindiagram）。第30页，共91页，星期日，2025年，2月5日（二）刚性试验机下的单向压缩的变形特性普通试验机得到峰值应力前的变形特性，多数岩石在峰值后工作。注：C点不是破坏的开始（开始点B），也不是破坏的终。说明：崩溃原因，Salamon1970年提出了刚性试验机下的曲线。刚性机第31页，共91页，星期日，2025年，2月5日（1）刚性试验机工作简介压力机加压（贮存弹性应能）岩石试件达峰点强度（释放应变能）导致试件崩溃。AA′O2O1面积——峰点后，岩块产生微小位移所需的能。ACO2O1面积——峰点后，刚体机释放的能（贮存的能）。ABO2O1——峰点后，普通机释放的能（贮存的能）。第32页，共91页，星期日，2025年，2月5日（2）应力、应变全过程曲线形态在刚性机下，峰值前后的全部应力、应变曲线分四个阶段：1-3阶段同普通试验机。4阶段应变软化阶段第33页，共91页，星期日，2025年，2月5日特点：①岩石的原生和新生裂隙贯穿，到达D点，靠碎块间的摩擦力承载，故—称为残余应力。②承载力随着应变增加而减少，有明显的软化现象。（3）全应力——应变曲线的补充性质①近似对称性②B点后卸载有残余应变，重复加载沿另一曲线上升形成滞环(hysteresis)，加载曲线不过原卸载点，但邻近和原曲线光滑衔接。第34页，共91页，星期日，2025年，2月5日③C点后有残余应变，重复加载滞环变大，反复加卸载随着变形的增加，塑性滞环的斜率降低，总的趋势不变。④C点后，可能会出现压应力下的体积增大现象，称此为扩容(dilatancy)现象。一般岩的=0.15-0.35，当0.5时，就是扩容.体积应变:第35页，共91页，星期日，2025年，2月5日(3)克服岩石试件单向压缩时生产爆裂的途径提高试验机的刚度改变峰值后的加载方式伺服控制试件的位移普通试验机附加刚性组件的试验装置（提高试验的刚度）1岩石试件；2、6电阻应变片；3金属圆筒；4位移计；5钢垫块第36页，共91页，星期日，2025年，2月5日伺服试验机原理示意图1.岩石试件；2.垫块；3.上压板；4.下压板；5.位移传感器。第37页，共91页，星期日，2025年，2月5日图3-8岩石应力应变全过程曲线第38页，共91页，星期日，2025年，2月5日该曲线可分为四个阶段：(1)OA曲线载荷由零逐渐增加到A点，曲线呈现微微向上弯曲的形状。这是岩石试件内部存在一定微裂隙（crack），当载荷增加时，试件逐渐被压密所导致的结果。该段曲线凹曲程度，取决于岩石中容易被压密的裂隙（crack）数量，对致密岩石或在高围压下，这种现象不太明显。第39页，共91页，星期日，2025年，2月5日(2)AB曲线一般AB线段呈近似直线，其斜率称为弹性模量E。加载是在Ｂ点以下OB区间内时，