4. 试样制备与围压试验前处理
围压效应分析能否得到可信结论，很大程度上取决于试样本身是否“干净、规整、一致”。三轴试验中，围压通过柔性密封套施加到圆柱试样侧面，试样端面与压板之间传递轴向荷载，任何几何偏差、含水状态差异或加工损伤都会被围压放大成离散的强度与变形数据。因此，试样制备不是试验前的杂务，而是围压效应分析的第一道控制环节。本节按“钻取—切割—端面磨平—尺寸测量—饱和/干燥”的实际作业顺序，说明每个环节对围压效应分析的具体影响，并给出可执行的参数与判据。
一、钻取：控制轴线偏斜与初始损伤
岩样钻取应尽量沿与现场层理、片理或主结构面垂直的方向取芯，使试样轴线与岩体各向异性主轴的关系明确。若层理与轴线斜交，同一围压下不同试样因弱面倾角不同，破坏模式会从剪切贯穿变为沿弱面滑移，围压敏感性曲线将出现无法解释的离散。取芯钻头宜采用金刚石薄壁钻头，外径与目标直径匹配，给水量充足以冷却和排粉，进尺速度控制在平稳低速，避免钻头跳动造成试样表面螺旋划痕和微裂纹。
以计划制备直径 50 mm、高径比 2.0 的圆柱试样为例，钻取孔径宜取 50.5～51 mm，为后续磨削留出 0.25～0.5 mm 的单边加工余量。取芯后应立即标记上下方向与层理方位，用记号笔在侧面画出母线，防止后续工序中方向信息丢失。对于遇水易崩解的泥岩、页岩，钻取阶段宜采用空气或油基冷却，或在钻取后立即进行封蜡保湿，避免在制备阶段就产生干缩微裂隙。
二、切割与端面磨平：平行度与平面度是围压密封的前提
切割使用岩石切割机将岩芯截成略长于目标高度的毛坯，目标高度按 h = 2.0D 计算，D 取 50 mm 时目标高度为 100 mm，毛坯可切至 102～103 mm。切割面粗糙度较大，不能直接作为承压面，必须进行端面磨平。磨平在平面磨床或专用端面磨平机上进行，先粗磨后精磨，最终要求两端面不平行度一般不大于 0.05 mm，端面与轴线的垂直度偏差不大于 0.25°，端面平面度控制在 0.02 mm 以内。这些指标不是形式要求：端面不平行会使轴向荷载偏心，试样内部产生附加弯矩，在低围压时表现为强度偏低，在高围压时因端部约束增强而表现为强度偏高，直接扭曲围压效应的斜率。
磨平过程中应保持试样夹持稳定、给水充分，单次进刀量宜小，避免端面边缘崩角。磨削完成后用毛刷清除端面粉末，检查端面是否有可见崩边、凹坑或贯穿性裂纹；崩边深度超过 1 mm 或存在明显裂纹的试样应废弃，不得用树脂修补后继续用于围压效应对比，因为修补区的刚度与母岩不同，会改变端部摩擦约束条件。
三、尺寸测量：为围压计算提供准确输入
尺寸测量需在磨平后、饱和或干燥处理前完成，避免含水状态变化引起尺寸漂移。直径应在试样上、中、下三个截面沿相互垂直的两个方向各测一次，共 6 个读数，取算术平均值作为计算直径；高度沿圆周均布测 3～4 个位置，取平均值。测量工具建议使用分辨率 0.01 mm 的游标卡尺或千分尺，同一试样由同一人完成测量以减少人为偏差。直径与高度的最大值与最小值之差应记录在案，作为判断试样规整性的辅助依据。
尺寸数据直接进入围压与应力计算：围压按 σ₃ = p（液压油或水压）施加，轴向应力按 σ₁ = F/A 计算，其中 A = πD²/4。若直径测量偏差 0.2 mm，对 D = 50 mm 的试样，截面积相对误差约为 0.8%，在高围压下对应的强度偏差可达数兆帕量级，足以影响围压效应拟合。因此测量记录应保留原始读数，而不是只写一个平均值。
四、饱和与干燥：统一含水状态，才能比较围压效应
围压效应分析通常需要在同一含水状态下比较不同围压的强度，因此全部试样必须采用统一的处理制度。饱和处理常用真空饱和法：将试样放入饱和容器，抽真空至 -0.09 MPa 以下并保持 2～4 h 以排出孔隙空气，随后在真空状态下注入蒸馏水或模拟地层水，继续抽真空 1～2 h，再在常压下浸泡 24 h 以上。对低孔隙率硬岩，浸泡时间应延长至 48 h，并以两次称量质量差小于 0.1% 作为饱和完成的判据。干燥处理则在 105～110 ℃ 烘箱中烘至恒重，同样以连续两次称量质量差小于 0.1% 为判据，烘干后应在干燥器中冷却至室温再称量和试验。
需要特别注意的是，饱和与干燥不仅改变含水率，还会改变岩石的软化程度和围压敏感性。同一批试样中若部分饱和、部分干燥，围压效应曲线会把含水差异误判为围压影响。因此建议按围压水平分组时，每组内饱和样与干燥样分别成组，且每组试样数量不少于 3 个，以便识别离散性。
五、把前处理结果落到围压效应分析上
完成上述五步后，建议为每块试样建立一份制备记录，至少包含试样编号、取芯方向与层理方位、目标直径与实测平均直径、实测平均高度、端面平行度与垂直度检查结论、处理方式（饱和/干燥）、处理前后质量与饱和含水率、外观缺陷描述。围压试验分组时，把同一处理方式、同一岩性、几何指标接近的试样分配到不同围压级别，例如 0、5、10、20、30 MPa 五级，每级 3 个试样，这样才能把强度随围压的变化归因于围压本身，而不是制备差异。
综上，钻取决定方向与初始损伤，切割与磨平决定端部约束和密封条件，尺寸测量决定应力计算的输入精度，饱和与干燥决定含水状态的可比性。这五个环节共同构成围压试验的“前置边界条件”，只有把它们控制在明确、可记录的范围内，后续的围压效应分析才具备可解释性和可重复性。