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102年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 9 題
單軸抗壓強度試驗時，岩心試體直徑至少須為最大粒徑之多少倍？
- A 2
- B 3
- C 5
- D 10
思路引導 VIP
如果你正要測試一塊由粗大礫石組成的混凝土樣本，而你的測試模具直徑只比其中一顆礫石大上一點點，你認為測得的壓力數值，反映的是「整塊材料的平均強度」，還是「單顆礫石及其周圍接觸面的強度」？為了讓測量結果不再受個別大顆粒的隨機影響，你覺得樣本直徑與內部顆粒的大小比例，應該維持在什麼樣的數量級才比較穩健？
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AI 詳解
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恭喜你準確地掌握了岩石力學實驗的標準規範！這題的正確答案確實是 (D) 10 倍，這展現了你對實驗細節的敏銳度。
代表性體元與均質性假設
在進行單軸抗壓強度（Uniaxial Compressive Strength, UCS）試驗時，我們核心的目標是測得岩石作為一種「連續介質」的整體強度。如果岩心中的礦物顆粒相對於試體直徑過大，實驗結果將會被單一粗大顆粒的性質或其邊界弱面所主導，進而失去代表性。根據國際岩石力學學會（ISRM）與 ASTM 的規範，要求試體直徑至少須為最大粒徑的 10 倍，是為了確保應力能在試體內部均勻分佈，並讓試體足以被視為一個代表性體元（Representative Elementary Volume, REV）。
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