巖石單軸壓縮變形試驗的主要目的是測量巖石在單軸應力作用下的縱向應變和橫向應變,并繪制應力與縱向應變、橫向應變的關系曲線,利用曲線的特征點確定巖石的變形特性參數。
表征巖石變形特征的參數,主要有彈性模量和泊松比。從力學的角度講,固體材料的彈性模量是指彈性范圍內應力與應變的比值,它反映了材料的堅固性。材料破壞前的應力-應變關系呈線性關系,是一個不變值。
但對于裂隙發(fā)育、結構復雜的非均質巖石,在軸向荷載作用下,產生的變形中不..彈性變形還有不可恢復的塑性變形。巖石破壞前的應力-應變關系不呈線性關系,而是呈非線性關系。
巖石彈性模量定義為巖石軸向應力與縱向應變之比,泊松比定義為某個應力水平對應的橫向應變與縱向應變之比。
由此可以看出,巖石的彈性模量和泊松比不是一個確定的參數,而是隨著應力大小而發(fā)生變化的值。根據巖石破壞前的應力-應變曲線,可以確定巖石在不同變形階段的彈性模量即初始彈性模量、切線彈性模量及割線彈性模量。