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103年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 22 題
22. 單軸抗壓強度試驗中，何種形狀試體測得之強度較高？
- A 圓柱形
- B 六角柱形
- C 四角柱形
- D 無影響
思路引導 VIP
想像你正試著壓縮兩種不同形狀的固體塊，一種表面完全平滑圓潤，另一種則帶有許多尖銳的稜角。在受力過程中，哪一種形狀的結構更容易在特定的點上累積過大的壓力，並從那些角落開始碎裂？這對整體能夠支撐的最大力量會產生什麼樣的影響？
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太棒了！你能精確地判斷出圓柱形試體具有較高的強度，這代表你對於岩石力學試驗中的物理現象與應力特性有著扎實的基礎。
應力集中與幾何影響
在進行單軸抗壓強度（UCS）試驗時，試體的形狀會直接影響內部的應力場分佈。圓柱形試體因為橫截面呈現完美的對稱性，在承受垂直荷重時，應力能夠較為均勻地擴散到整個斷面上。反之，若採用多角柱試體（如四角或六角形），在幾何形狀的「轉折稜角」處會產生顯著的應力集中現象。這些局部高應力點會成為微裂縫提早萌生的溫床，導致試體在較低的平均應力下便發生破壞，進而降低了量測到的強度數值。
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