岩石破坏

岩石在应力作用下分裂为两个以上部分的现象。从工程意义上看，屈服和产生显著变形也算是一种破坏。岩石破坏的性状，可通过单轴、三轴、扭转、弯曲和劈裂等多种类型的试验测定。以单轴和三轴试验最常用。这两种试验的优点是试样受均匀应力，破坏现象易于解释，而像扭转、弯曲等一类试验涉及到非均匀应力，破坏现象解释较难。

图1 岩石破坏类型

（a）脆性破坏；（b）屈服与塑性破坏σ—轴向应力；ε—轴向应变

岩石破坏可分为2种类型：①脆性破坏，见图1（a），在岩石上施加单轴荷载，变形很小时（没有或仅有很小永久变形）就丧失承载能力的破坏，大多数坚硬岩石在一定条件下都表现出这种破坏的性质；②塑性破坏，又称延性破坏或韧性破坏，岩石（一般有围压）在屈服后应力—应变曲线开始变缓，表现出显著的塑性变形，待应变达很大值时才丧失承载能力的破坏，见图1（b）。脆性破坏还可分2种基本形式：①剪切破裂。这时破裂体之间的相对位移平行于破裂面，破裂面与大主应力方向的夹角小于45°，见图2（a）、（c）；②张破裂，破裂体分裂的方向垂直于破裂面，而破裂面垂直于小主应力方向（以压应力为正），见图2（b）、（d）。除了围压极低的情况外，剪切破裂是三轴压缩试验中脆性破坏的主要形式。在这2种情况中，破裂面与大主应力方向的夹角通常在20°～30°之间。该角常随围压的增加而稍有增大的趋势。在三轴伸长试验中，随着围压的增加，破裂面的方向有从张破裂方向朝剪切破裂方向逐步转变的趋势。在三轴压缩试验中，随着围压的增大而出现脆性—塑性转变时，轴向应变不断增大，在剪切破裂时往往无明显的破裂面，而呈现密集破碎的剪切带，表现出较大的塑性。

图2 岩石脆性破坏类型

（a）拉伸试验中的剪切破裂（小主应力垂直）；（b）拉伸试验中的张破裂；（c）压缩试验中的剪切破裂（大主应力垂直）；（d）压缩试验中的张破裂

岩石受力时出现脆性破坏还是塑性破坏，除了与围压有关外，还与温度、应变速率、有无应力集中点和有无侵蚀性介质等因素有关。