工程岩石一般处于三向应力状态，所以，研究层状盐岩在三轴压缩条件下的变形和破坏更具有工程实际意义。本次试验样本仍然取自湖北应城盐矿，表3-9给出了石膏夹层、纯盐岩、层状盐岩三类岩石分别在围压5～15 MPa时的三轴压缩试验结果。随着围压的增加，三类岩石的峰值应力均表现为增大，在低围压时（5 MPa，10 MPa），层状盐岩介于其他两类岩石之间，但当围压为15 MPa时，层状盐岩却为最大，由于试验样本数量偏少，还需进行进一步验证；从图3-12可以看出，石膏在5～15 MPa围压下的峰值应变均小于1%，表现为一种脆弹性岩石，而纯盐岩在高围压条件下，表现出很强的延性，其峰值应变高达10%，仍然没有显现出破坏，层状盐岩的变形能力介于二者之间；三类岩石的变形特征和破坏形式也各不相同，纯盐岩在低围压时，由于晶界受到拉伸应力，表现为很强的横向体积膨胀，石膏夹层的破坏形式为沿着与轴向成30°～50°的某个角度的剪切破坏，而层状盐岩的破坏形式较为复杂，其夹层和盐岩部分分别表现出了纯石膏夹层和纯盐岩的破坏特征，如图3-13所示。

表3-9　三类岩石试样三轴压缩试验结果[30]

图3-12　三类岩石三轴压缩应力-应变曲线(www.daowen.com)

图3-13　层状盐岩三轴压缩破坏前后对比

值得注意的是，三轴压缩试验分为两种形式，如图3-14所示。当轴向压力大于围压时[图3-14（a）]，即常规三轴压缩，简称三轴压缩；而当围压大于轴向压力时[图3-14（b）]，由于试样沿轴向为伸长变形，则称为三轴拉伸。若区分这两种形式的三轴试验，不能以简单的峰值应力去描述试件的强度，而应以试样破坏时的（J 2为第二应力偏量不变量）来界定，资料表明在三轴拉伸条件下，层状盐岩产生扩容的极限应力要比三轴压缩时低30%。

图3-14　三轴压缩和三轴拉伸示意图