Johnston (1993) 指出，土壤與岩石隨圍壓變化之受剪行為，其實 是相差不大，主要在於行為分界點的解釋不同而已。對土壤而言，以 過去最大覆土壓力來作為分界，然此壓力對硬岩石而言並不具意義；
所以，曾有學者研究得出，軟弱岩石於受剪時，低圍壓下為 O.C 特性，
高圍壓下為 N.C 特性，由此可看出軟弱岩石之過去最大覆土壓力的存 在 較 為 明 顯 但 若 以 岩 石 受 剪 觀 點 來 解 釋 ， 則 亦 可 稱 其 行 為 為 brittle-ductile 特性。由 Goodman (1989) 對一系列硬岩進行三軸試驗，
發現隨著圍壓的增大，岩石行為會由脆性行為轉至延展性行為，之間 會有 brittle-ductile 過渡壓力存在。
Bell and Culshaw (1993) 利用鑽得之軟弱岩樣，探討軟弱砂岩之 基本物性與力學行為之相關性，指出應力-應變曲線呈”S”形狀，即初 始因裂縫閉合而呈非線性、呈凹口向上，而飽和狀態之勁度 (E)與柏 松比 (ν)皆明顯小於乾燥狀態。由應力-應變曲線亦得知快達極限強 度時，裂縫發展進行的更快，因此很快即發生破裂。對於加壓/解壓 之試驗結果，乃呈現出滯後曲線 (Hysteresis curve)。
Brace et al. (1966) 發現在三軸應力狀態下，當軸差應力約為 1/3-2/3 尖峰強度時，岩石試體體積開始產生膨脹現象；而在單軸應力 狀態下，當軸向應力約為 50％-70％單壓強度時，岩石試體的體積也
會開始產生膨脹的現象。多位學著曾針對岩石在承受應力下體積的膨 脹性（dilatancy）進行研究後認為：膨脹性可視為岩石在承受應力下，
其內部裂隙開張（opening）或是延伸（propagation）的指標（Lama and Vutukuri, 1978）。
林傑 (1997) 為探討岩石材料受剪應力作用時體積變化之耦合 關係，以木山層軟弱砂岩為研究對象，進行純剪應力路徑之三軸試 驗，研究結果發現：木山層軟弱砂岩材料於低圍壓下 (小於 20MPa)，
當剪應力約大於 50％剪力強度時，剪脹行為 (即剪應力造成體積應變 之耦合行為) 開始發生，且體積膨脹現象會隨著剪應力增加而急遽增 加，直至試體破壞為止；若將剪應力對剪力強度正規化後，不同試體 的 剪 應 力 大 小 程 度 與 體 積 應 變 關 係 曲 線 相 當 一 致 。 但 是 高 圍 壓 (40MPa) 或剪應力較低時，則無剪脹行為發生。
Johnston (1995)在三軸試驗下探討土壤、軟岩及硬岩其行為與體 積變化。土壤由圖 2-6 可知正常壓密土壤在三軸試驗下體積變化為壓
隨膨脹與脆性行為，當有效圍壓大於 100MPa，由脆性行為轉為延性 行為，為應變硬化。
故由以上討論，我們可知道，對軟弱岩石進行排水三軸試驗，於 低圍壓下，試體會呈脆性行為，而於高圍壓下，則呈延展性行為，在 三軸狀態下有剪脹的行為，經由對軟弱砂岩在三軸 CU 試驗下，受剪 時孔隙水壓變化情形進行探討，孔隙水壓可表現試體體積變化是傾向 膨脹或壓縮，亦可探討軟弱岩石受剪之應力應變行為。
圖 2-6 土壤在三軸試驗下之行為(Johnston ,1995)
圖 2-7 軟岩在三軸試驗下之行為(Johnston ,1995)