杨氏模量和泊松比是岩石材料的两个重要的力学特性参数。通常都是在一定尺度、一定形状的标准试样上粘贴电阻应变片，利用材料力学试验机进行单轴加载，测得轴向应力、轴向应变和侧向应变之间的关系，从而确定这两个参数。
岩石是非均质材料，岩样各处的力学特性并不完全相同，而利用应变片只能测量岩样圆柱侧面局部位置的变形，不能代表岩样的整体性质。应变片粘贴处岩样的加工质量以及应变片自身的粘贴质量、方向等因素都会影响测量结果的准确性。此外利用应变片测量还增加了试验环节，延长了准备时间。
6.4.1 泊松比的力学意义和卸围压测量方法
泊松比的原始定义是单轴压缩中侧向应变与轴向应变之比，通常也是利用这一定义来确定岩石材料的泊松比。但是从岩样单轴压缩得到的试验数据确定泊松比，比确定杨氏模量更为困难，侧向应变比轴向应力更早、更快地偏离与轴向应变的线性关系，“切线泊松比”几乎一直处于增加之中，而“割线泊松比”也难于作出确切的选择。某些岩样在轴向应力达到强度的1/2左右时，岩样体积开始增大（扩容）就充分表明了侧向变形的增加之快。
然而，在实际力学问题中泊松比主要是用来表征应力之间的平衡和变化关系。对地下岩体工程而言，岩石不仅是一种单纯的材料，而且是一个复杂的应力-应变状态的环境。岩体开挖是一种卸载的力学过程，即岩体的某一方面载荷或变形得以释放；测量原岩应力时也是一个卸载过程。由于岩样单轴加载试验与岩体工程的实际情况完全不同，所以实验室测得的泊松比不能令人满意［11］。
利用岩样卸围压过程中的弹性变形阶段轴压与围压的关系，就可以确定泊松比而不需要测量岩样的侧向变形［12］。广义虎克定律
Eε1=σ1-2νσ3 （6.4）
在降低围压时轴向变形保持恒定，即ε1=const.对上式求导得
岩石的力学性质
对普通三轴试验机，三轴加载后锁紧液压加载压头降低围压时，并不能完全保持岩样的轴向变形恒定。在轴向应力变化时，岩样与试验机（主要是立柱）的变形量相同，但岩样是压缩变形，立柱拉伸变形。设试验机锁紧压头之后的刚度为KS，那么
岩石的力学性质
式中，L、A为岩样的长度和截面积。对公式（6.4）求微分，并利用上式可得
岩石的力学性质
记KR=EA/L为岩石试样的弹性刚度，从而得到岩石材料的泊松比
岩石的力学性质
试验机锁紧压头之后的刚度可以在实验室进行测定［13］，它是试验机的技术参数，通常都是知道的；而岩样刚度可以由加载阶段测得的杨氏模量计算。因此确定修正系数η在实际试验中并不困难。
6.4.2 试验结果
图6-13是不同轴压下大理岩试样的卸围压过程，其中两条点划线曲线纵坐标轴在右侧。显然由于初期轴压较高，在围压降到35～30MPa时，岩样就开始屈服产生塑性变形，用来确定岩石的泊松比不合适。在初始轴压较低的卸围压过程中，岩样的轴向应力与围压具有很好的线性关系，所求得的泊松比有确定的值，离散性也较小。这与单轴加载过程中测得的泊松比不断增加完全不同。
为了提高测量精度，在轴向应力低于其单轴抗压强度160MPa下进行循环加卸围压试验（图6-14）。初次卸围压至30MPa以下时，岩样出现了塑性变形；而在以后的加卸围压过程中，由于岩样中强度较低的材料已经屈服，所以变形基本是可以重复的弹性变形。
图6-13 不同轴压下的卸围压试验
图6-14 低轴压下循环加卸围压的试验
利用公式（6.5）确定大理岩的泊松比ν=0.16～0.18。
图6-15是粉砂岩试样循环加卸围压的轴向应力变化曲线。由于卸围压初期轴向压力较高，所以岩样屈服产生塑性变形。而以后的加卸围压过程基本上是可重复的线性变形（两次循环共降低了5MPa）。与此相似，岩样应力峰值之前轴向卸载，再次加载时比例极限提高。粉砂岩试样的泊松比ν=0.25～0.27。
图6-15 粉砂岩试样循环加卸围压的试验
图6-16 花岗岩试样的卸围压试验
图6-16是花岗岩试样在不同轴压下（均低于单轴抗压强度）的卸围压试验结果。利用伺服控制，保持轴向变形在卸围压过程中不变，从而可以根据公式（6.7）确定花岗岩的泊松比ν=0.15～0.16。这一数值与利用比例加载试验，测量环向变形而计算得到的结果一致，参见第4章中4.7节。
6.4.3 讨论
真实岩体总是处于一定的应力状态，岩石力学需要研究的是岩石材料对应力变化的响应。因此实验室测量的岩石力学参数应与此相适应。应力从零逐步加载的状态在岩体工程中实际上是不存在的。此外，利用加载过程测量泊松比，除要测量轴向应力、应变之外，还需测量环向变形，远不如卸围压试验方法便利。
与通常提供的岩石材料泊松比数值（大理岩0.06～0.35；花岗岩0.17～0.36）［14］相比，利用卸围压试验测得的数值偏低，大致相当于岩样弹性变形阶段的初始切线泊松比。显然卸围压过程没有受到岩样侧向塑性变形的影响，这正是其优点所在。
如果具备普通三轴试验机，推荐采用三轴加载后固定岩样轴向变形的卸围压试验，利用公式（6.5）或（6.7）来确定泊松比。这样测得的参数能够反映岩样对应力变化的整体反应。