岩石的破坏准则是载荷还是变形

载荷与变形是相互联系的，并不能截然分开。对局部材料而言，只有拉断和剪断两种形式，只要变形达到一定的数值材料就会发生破裂^［50］。拉伸破坏之后材料发生分离，不能承载，载荷与变形的峰值具有一致性。但是岩石剪切破坏之后仍可以承载正应力和剪切应力，承载特性与应力状态有关。岩石破坏之后仍可以承载更大的载荷。另一方面，尽管局部材料达到一定变形时发生破裂，但岩石是非均质材料，各处承载并不相同，而材料变形与承载能力的变化有关，因此一定尺度的岩石在达到破坏或承载极限之时产生的变形与应力状态有关，不可能存在一个用应变（单位长度的变形量）表示的破坏准则。

从图7-36、图7-39和图7-46可以看到，大理岩试样三轴压缩损伤后内部具有大量裂隙，单轴压缩强度和平均杨氏模量各不相同，但具有很好的相关性。这是一个普遍规律。从风化岩石或者直接从煤系地层钻孔取心得到的岩样，内部具有大量的微裂隙，强度σ_S和平均杨氏模量E离散性很大，文献［19］发现二者具有很好的线性关系，

σ_S=ε₀E （7.25）

式中，ε₀是一个回归参数。对图4-25中长石砂岩14个试样单轴压缩试验的回归结果是ε₀=5.25×10^-3，相关系数R=0.971；文献［51］中煤层底板深达150 m内取得的48个砂岩类试样（图4-24），单轴压缩和三轴压缩试验的回归结果是ε₀=8.57×10^-3，相关系数R=0.997^［19］。岩石内部的颗粒、裂隙不同，其围压也不同，岩样的峰值强度以及达到峰值时的变形都是不同的，但不管岩样内裂隙的滑移、扩展是如何发生的，只有岩石材料应变达到ε₀时，岩样才达到峰值强度。或者说，尽管岩样内有许多裂隙，但存在一个完整的承载结构，该承载结构在应变达到ε₀时开始屈服，而此时通过摩擦承载的裂隙已经达到自己的承载极限，于是岩样达到峰值应力。就此而言，岩石破坏的准则应该是变形而不是载荷，这点已在第4章4.5节中作了解释。

不过，围压较高时裂隙的承载能力提高，应变达到ε₀时的轴向应力尚不足以使裂隙滑移，或者说裂隙尚没有达到其最大承载能力，则上述分析不再成立。杨氏模量也就不再随围压而增加^{［52，53］}。在这样的情形，岩石的破坏准则将是载荷，而达到破坏时产生的变形量与局部材料承载能力的变化特征有关。