ここでは積層ゴムに関する種々の実験結果について紹介し、積層ゴムの基本性能、限界性能についてどこまで把握され、どういった部分が分かっていないのかについて解説する。なお、ここで紹介した試験内容は積層ゴムに限らず他のアイソレータに対しても必要な試験項目である。
圧縮特性
図1に面圧0〜300kg/cm
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[29.4MPa]までの圧縮載荷を繰り返した時の履歴曲線を示す。試験体は500-3.75×26（直径−ゴム1層厚×ゴム層数をmm単位で表記。以下同じ）の天然ゴム系積層ゴムである。載荷はオフセット変形（所定のせん断予変形）を与えた状態から実施している。オフセット変形は、せん断変形率（ゴム総厚に対する水平変形の比率）で0，100，200%の3段階である。図中には負荷曲線における面圧50 [4.9MPa]〜150kg/cm
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[14.7MPa]間での平均圧縮剛性が示されている。オフセット変形が大きくなるに従い、剛性は低下するものの、履歴曲線は線形性を示しており荷重支持能力は維持されている。せん断変形時の圧縮剛性は単純圧縮時に比べ低下し、0.85倍、0.71倍となっている。圧縮剛性の理論式により予測される圧縮剛性はせん断変形率200%（195mm)のとき0.53倍となるので、実験値よりも過小評価である。特にせん断変形が大きい程、差が大きくなる。この原因としてはゴムのひずみ硬化による影響が現れたものと考えられる。この様な傾向は高減衰ゴム系や鉛プラグ型積層ゴムにもみられる。ただし、鉛プラグ型積層ゴムでは鉛プラグによるゴム層の拘束効果（ の算出）が定量化されていないため、圧縮剛性の評価には注意が必要である。
天然ゴム系積層ゴムの限界圧縮耐力確認のために、動的圧縮破壊実験を実施した1)2)。試験体は500-7×14（中心孔20φ）である。実験は三菱重工業長崎造船所の8000tonプレスを利用して実施された。単純圧縮載荷とオフセット変形140mmを与えた状態からのせん断圧縮載荷から得られた荷重−変形関係を図2に示す。平均圧縮応力度1200kg/cm
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[118MPa]（圧縮荷重2400t [23.5MN]）で降伏したような挙動を示し、1500kg/cm
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[147MPa]（3000t [29.4MN]）以上で破断した。
図中には静的加力試験の結果も示されている。両者はほぼ対応しているが、面圧800kg/cm
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以上の領域で、静的載荷はソフトニングの傾向が見られるのに対して、動的載荷では弾性的挙動を維持している。せん断圧縮載荷による結果は、有効支持面積が約2/3になっているにもかかわらず、破断時荷重が10%程低下しているだけで、単純圧縮載荷の場合と比べ大きな差は認められない。積層ゴムの常時面圧が100〜150kg/cm
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程度で、地震時の面圧が200〜300kg/cm
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程度であったとしても、破断時の面圧は非常に高いことが分かる。
写真1に破断面の状態を示す。写真(a)はゴム層と中間鋼板を接着した試験体であるが、写真(b)は冷間接着型積層ゴムでゴム層と中間鋼板を接着せずに単に積み重ねただけの積層ゴムである。冷間接着型の中間鋼板は6mm厚であり、荷重4500tonまで載荷した結果、破断には至らなかったもののお椀状に大きく面外変形するまで半径方向へ伸びている。ゴムシートの表面は摩耗の痕跡が見られるものの破断には至っていない。
これらの破断面の観察から、試験体の破壊状況は、中間鋼板が中心部分から引張破断し始め、ゴムシートに対する拘束が失われた結果、積層ゴムの耐荷機構が崩れ、完全破断に至ったと考えられる。積層ゴムが圧縮を受けるとゴム層は半径方向に広がろうとする。これを拘束するのが中間鋼板の役目となるが、圧縮荷重がどんどん増加すると中間鋼板に作用する引張力が大きくなる。一方、ゴム層は水のようなものなので圧縮では壊れない。ゴム層と中間鋼板は接着されているが、接着部分を破壊するほど大きなせん断応力は作用しないし、例え接着層が壊れても摩擦力で十分持ちこたえることができる。従って、最終的には中間鋼板が引張破断することになる。特に中心部に孔（欠損）があれば、破断はより早く訪れることになる。
破断面は1方向のみであることから、積層ゴムの終局状態では図3に示すように単純に積層ゴム中心部での最大圧力 と中間鋼板に働く引張応力度 の釣り合い状態を考えることができる。これより次式の関係を得ることができる。
(1)
ここで、
t
S
：中間鋼板1層の厚さ，
t
R
：ゴム1層の厚さ、 σ ：面圧
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