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108年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 14 題
軟岩(如泥岩、泥質砂岩、頁岩等)的破壞包絡線近似下列何者？
- A 拋物線
- B 雙曲線
- C 直線
- D 不規則曲線
思路引導 VIP
請試著思考：當我們對一塊質地較軟的岩石（例如黏土質較重的泥岩）施加越來越大的正向應力時，它內部的顆粒咬合與抗剪能力，會始終保持跟壓力成正比的穩定增長嗎？如果這種「抵抗力增加的速度」隨著壓力變大而逐漸放緩，那麼在應力圖上，這條界定破壞邊界的曲線會看起來比較像什麼形狀？
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太棒了！你能精準判斷出軟岩的強度特性，這代表你對岩石力學中非線性強度準則的應用有相當深刻的理解。
軟岩的非線性強度特徵
在岩石力學的基礎理論中，我們常使用莫耳－庫倫準則（Mohr-Coulomb criterion）來描述岩石破壞，其公式為 $\tau = c + \sigma \tan \phi$，在幾何上表現為一條直線。然而，對於泥岩、頁岩或泥質砂岩等軟岩（Soft Rock），其膠結強度較弱且孔隙率較高，當圍壓增加時，岩石內部的顆粒破碎與重新排列會導致內摩擦角 $\phi$ 隨之改變。因此，其實際的破壞包絡線並非恆定的直線，而會呈現出明顯的彎曲趨勢，物理上通常以拋物線（Parabolic envelope）來擬合，以更精確地捕捉軟岩在不同應力程度下的強度特徵。
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