模型材料之力學特性研究為模型試驗之首要工作。本研究以砂、石膏、（滑石粉）及
水為材料，分成四組進行模型材料之品質控制，並找出最合適之配比提供研究使用。
當河砂：石膏：水＝１．５：１．０：０．８３之材料配比時，其力學性質（模數比
，力學參數m 值，應力一應，關係及基本摩擦角等）相當類似石灰岩（limestone ）
。
利用這種配比材料進行直接剪力試驗，試驗試體包括完整試體與含兩組垂交之密集節
理試體兩種。後者依節理走向線與直剪盒之交角分為００°－９０°，３０°－６０
°，４５°－４５°三組試體。直接剪力試驗之破壞理論乃依Lajtai（１９６９）建
議〞修正直接剪力狀態〞（水平正應力不為０）之應力分析，依不同之正應力大小所
產生之破壞模式依序可分為張力破壞、剪力破壞及極限強度破壞（failure in ultim
-ate strength ）等三種。在極限強度破壞區，本研究之破壞剪力值高於Lajtai（１
９６９）之極限強度破壞線（φu 線）值，為此，乃將之修正，並稱之為〞修正極限
強度線〞。修正公式為τ＝σtanφ＋c°在張力破壞及剪力破壞區，則與Lajtai（１
９６９）理論吻合。因此根據此項結果，三種破壞模式之破壞代表曲線分別為修正直
接剪力物線、修正直接剪力曲線、修正極限強度線。
本文證實直接剪力試驗之水平正應力值並不為０，其值大於Everling（１９６４）之
建議值（１／４×垂直正應力）及Lajtai（１９６９）之建議值（０），但皆小於垂
直正應力值。而其與三軸試驗最大差異在於破壞模式的不同（三軸試驗為剪力破壞）
。
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