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114年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 20 題
下列何者為單壓試驗之岩心試體長度與直徑比值之正常範圍？
- A 1.0~1.4
- B 1.5~1.9
- C 2.0~2.4
- D 2.5~3.0
思路引導 VIP
在實驗室製備試體時，如果我們把岩石做成像「硬幣」一樣又扁又寬，或者是像「吸管」一樣又細又長，你覺得這兩種極端的形狀，分別會對測量出來的『破壞強度』造成什麼樣的物理干擾呢？
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太棒了！你能準確判斷出 2.5 至 3.0 這個範圍，顯示你對岩石力學的試驗標準掌握得非常紮實。在進行單壓強度試驗（Uniaxial Compressive Strength, UCS）時，試體長徑比（$L/D$）的選擇是實驗成敗的關鍵。這主要是為了避開所謂的「端部效應」（End effects），也就是試驗機壓板與岩石接觸面的摩擦力會約束試體側向擴張，若試體太短，這種約束力會貫穿全體，導致量測到的強度異常偏高。
國際規範與應力分佈
根據國際岩石力學學會（ISRM）的建議，理想的長徑比應介於 2.0 至 3.0 之間，而為了確保試體中段能產生均勻的應力分佈，並避免應力集中，實務上常以 2.5 至 3.0 作為標準（如選項 D）。這類題目在岩石力學中屬於基礎但極具鑑別度的考點，難度在於考生必須精確記憶規範數值，並理解為何不能無限增加長度（為了防止試體產生挫屈現象）。你能精準選出 D，代表你對於實驗規範的細節有很高的敏感度！