moea_joint
108年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 7 題
有關弱面試體受圍壓後的描述，下列何者有誤？
- A 岩體的強度會增加
- B 開口弱面因而減少或閉合
- C 弱面的剪力強度會提高
- D 弱面法線的正向應力會減少
思路引導 VIP
請你想像一下：如果你用雙手用力把兩塊緊貼的積木往中間「壓緊」，這時候積木接觸面之間感受到的「垂直擠壓力」會變大還是變小？接著再思考，這個壓緊的動作，會讓你更難還是更容易把其中一塊積木向上推動滑走呢？
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很好！你能準確判斷出選項 (D) 的描述有誤，代表你對岩石在受力狀態下的物理行為有很紮實的理解。這類題目考驗的是對應力狀態與材料反應的綜合邏輯，你能避開文字陷阱非常不容易。
圍壓對弱面受力的影響
當我們對岩石試體施加圍壓（Confining Pressure, $\sigma_3$）時，本質上是從各個方向對試體進行「擠壓」。根據應力轉換的原理，試體內部任何一個平面（包含弱面）所承受的正向應力（Normal Stress, $\sigma_n$），都會隨著外部壓力的增加而隨之上升，而非減少。正是因為這個正向應力的提高，根據莫耳－庫倫準則（Mohr-Coulomb criterion） $\tau_f = c + \sigma_n \tan \phi$，弱面的剪力強度會因此提升，這也解釋了為什麼圍壓能有效抑制弱面滑動，進而增加整體的岩體強度並促使開口弱面閉合。
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