目前,关于岩石强度和破坏机理等方面的研究文献可谓是浩如烟海,但是有关岩石双轴压缩力学特性的文献却廖若晨星。在过去很有限的岩石双轴受力研究中,所采用的双向加载装置基本上都是基于已有的单轴压缩试验机改造而成,双向刚度相差悬殊,在一定程度上影响了实验结果的说服力;已进行的研究不够系统、无法形成体系;现有的岩石破坏准则大多忽略了中间主应力的影响。针对以往双轴试验装置存在的不足,河南理工大学和加拿大McGill大学合作设计建造了大吨位双向等刚度加载系统。利用该装置可以对50mm,75mm,100mm,125mm和150mm的岩石、砼等立方体试件开展单向和双向压缩试验。本项研究应用该装置对75mm和100mm石灰岩立方体试件进行了双向加载试验及双向快速加载试验。此外还按照国际岩石力学学会标准对同批岩石试件的单轴和三轴力学特性进行了测试。通过对实验结果的分析,发现在双向加载条件下,石灰岩的破坏强度相对单轴强度有所提高;中间主应力对岩石的破坏强度有着显著的影响。而且随着中间主应力增大,石灰岩试件强度存在一个增大再降低的过程:当中间主应力达到单轴强度的70～80%时,其双轴抗压强度最大;超过该值时,强度反而降低,但仍然高于单轴强度。同时,由于侧向约束的存在,岩石的破坏方式也有了显著的变化:岩石双轴受压破坏是拉剪破坏,即先从自由面受拉成层剥落,试件受压面不断被削弱,最终发生剪切破坏,具有延性破坏的特点;破坏具有较明显征兆,可以为生产实践中岩石发生双轴受压破坏提供预测。通过对100mm石灰岩立方体试件以5MPa/s的速率双向快速加载试验,测得其强度反而较1MPa/s加载速率强度下降约10%左右。尺寸效应作用不明显,影响效果小于5%。但试件形状对岩石强度影响很大,75×75×75mm立方体试件单轴抗压强度比Φ50×125mm的圆柱体试件单轴强度提高了67%。