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三軸壓縮試驗主要用于測定巖石在三維應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為和性質(zhì),特別是其抗壓強度。這種試驗可以模擬巖石在地下或工程結(jié)構(gòu)中的實際應(yīng)力狀態(tài),因此具有很高的工程應(yīng)用價值。
在空間三個坐標(biāo)方向上對試樣施加壓力。試驗時先通過壓力室內(nèi)的有壓液體,使試樣在三個軸向受到相同的圍壓,并維持整個試驗過程不變。然后通過活塞向試樣施加垂直軸向壓力σ1,直到試樣破壞。加載過程中測量軸向應(yīng)變和徑向應(yīng)變。
由三軸試驗求巖石內(nèi)聚力(c)和摩擦角(φ)
經(jīng)過一系列至少3次三軸試驗,得出巖石樣品的破壞包絡(luò)線。巖石力學(xué)中最常用的失效準(zhǔn)則是莫爾-庫侖準(zhǔn)則,是剪切強度和作用在破壞面上的法向有效應(yīng)力之間的關(guān)系,其表達式為: