抗壓強度

下面就以岩石為例，詳細向大家解釋下什麼是抗壓強度

岩石的抗壓強度是指在無側束狀態下（Unconfined）所能承受的最大壓力，通常以

每平方公分多少公斤，或每平方英寸多少磅。換言之，它指把岩石的加壓至破裂所需要的應力。

岩石的最大抗壓強度的量測，通常是在固定的實驗室中進行，並利用功率為十至一百噸以上的特殊水壓機來把測試樣本壓碎。為測試岩石的抗壓強度，其樣品需製成立方體或圓柱體的形狀，同時其尺寸還得視岩石的不同而異。對高強度的岩石而言，立方體形狀的樣品尺寸為5㎝×5㎝×5㎝，中等強度的岩石其樣品尺寸為7㎝×7㎝×7㎝，而鬆軟的岩石其樣品尺寸為10㎝×10㎝×10㎝。對於礦物成份不均勻的岩石，其立方體形狀的樣品尺寸，應較礦物成份均勻的岩石為大。

為了避免獲得意外的結果，應該採取同一石料的若干樣品分別在乾燥或潮濕的狀況下進行試驗。不過這種測試未必能夠得到正確的數據，因為即使同一種的岩石，其抗壓強度也不一定完全相同，還要看壓縮方向和樣品的構造等關係而定。此種具有方向的性質，以頁岩特別顯著。

下面介紹來自中國儀器超市最簡單的抗壓強度試驗，將樣品壓碎的力以P來表示。

樣品的剖面面積為2吋×2吋即4平方吋，同時已知岩石的抗壓強度為每平方吋一萬磅（10,000psi），如此對樣品施以10,000×4=40,000磅壓力時，樣品將會被破壞。

p=P/A

式中 p為抗壓強度，以每平方吋多少磅（psi）、每平方公分多少公斤為單位，P為壓力，以磅、公斤為單位，A為剖面面積，以平方公分、平方吋為單位。

大致說來，火成岩、石英岩和特別堅硬的硅質砂岩，具有最大的抗壓強度。例如一些未風化之玄武岩，其無側束抗壓強度可達到60,000psi。影響岩石抗壓強度的因素很多，其最重要的有三種因素：組織、膠結物的性質、壓力的方向等。

以結晶粒子大小而言，一些細粒的岩石或隱晶質的岩石，其抗壓強度往往要較粗粒為大。例如細粒的砂岩，其抗壓強度便要較粗粒為大。以火成岩和變質岩而言，當中有些晶體彼此鉤結得很牢固，其抗壓強度自然要較一些鉤結不良的為大。

在沉積岩方面其抗壓強度，大多決定於膠結物的性質，特別以砂岩、礫岩和角礫岩為然。例如，假如岩石中的膠結物是黏土，則砂岩的抗壓強度一定很低；假如岩石中的膠結物是石英的話，則砂岩的抗壓強度一定變成最強，這些石英所膠結的岩石又稱為硅化（Silicified）。

岩石的抗壓強度也決定於擠壓應力作用的方向。以沉積岩而言，它們具有層面的，如果應力作用的方向和層面垂直，則岩石的抗壓強度為最大。此外，某些岩石常常具有裂縫、礦脈或片理等類的構造，如果它們的方向和破裂面（Plane of Failure）的方向一致時，則對岩石的抗壓強度自然影響很大。

岩石種類 抗壓強度（Kg∕㎝2）

徠花崗岩（Granite） 1,000 ~ 2,500

正長岩（Syenite） 1,000 ~ 2,000

閃長岩（Diorite） 1,500 ~ 2,800

輝長岩（Gabbro） 1,000 ~ 2,800

輝綠岩（Diabase） 2,000 ~ 3,000

玄武岩（Basalt） 4,000

結晶質石灰岩（Crystalline Limestone） 1,000 ~ 2,000

石英砂岩（Quartzose Sandstone） 2,000

石英岩（Quartzite） 3,000

片麻岩（Gneiss） 1,000 ~ 2,000