岩体的剪切破坏有脆性破坏和塑性破坏两种类型。坚硬完整岩体多属于脆性破坏型,其剪应力-剪位移曲线的主要特征是岩体在破坏前剪位移较小,破坏后有明显的应力降。半坚硬或软弱破碎岩体多数属塑性破坏,其剪应力-剪位移曲线的主要特征是在峰值破坏前剪位移较大,过峰值后剪应力基本保持不变,试件以一定的位移速率沿剪切面滑移。
抗剪强度试验方法包括室内试验和现场试验两类。
室内抗剪强度试验常用的方法有直接剪力试验、扭转试验和三轴试验三种。①直接剪力试验。这种试验特别适用于岩石结构面和软弱夹层抗剪强度的测定,装置如图。②扭转试验。将圆柱状试件或两端为方形的柱状试件夹紧在扭转试验机上,施加扭力,最大剪应力发生在试件最外圈。③三轴试验。天然岩体是处于三向应力状态下。在三向应力状态下的岩体强度,对于岩基承载力的计算、地下建筑物和坝工设计、褶皱和断层机理研究以及深孔钻探研究都很重要。三轴试验方法包括轴对称应力状态的普通三轴试验、真三轴试验、空心圆筒的压缩或扭转三轴试验。三轴试验需要一套专用加载装置、三轴压力室、稳压装置和变形测量设备。为了测定岩石应力达到峰值以后的应力与应变关系,必须采用伺服控制刚性压力机。
现场岩体抗剪强度试验一般在平洞中进行,通常分为直剪试验和三轴试验。直剪试验较多用于软弱岩石、结构面或软弱夹层。这两种试验的方法与室内的试验方法大体相同。①现场岩体直剪试验。试件受剪面积一般不小于2500平方厘米。国际上最大的试验面积达100平方米。这种试验较多用于软弱岩石结构面或软弱岩层。②现场岩体三轴试验。试件多为棱柱体,试验方法与室内三轴试验大体相同。