谢绍明

Research 研究探讨

断裂力学在岩石性质研究中的发展

谢绍明

（重庆交通大学，重庆 400074）

不良性质的岩体会引发重大的工程问题，对岩石的力学性质研究是土木工程中重点。而断裂力学的发展，对岩石的力学性质的研究也起到了推动作用。本文论述了断裂力学和岩石断裂力学各自的研究内容及特点，介绍了两个学科的融合以及发展，最后提出了断裂力学在岩石性质研究中的不足及展望。

断裂力学；岩石力学；岩石断裂力学

0 引言

在道路工程、铁路工程以及房建工程等土木工程活动中，周围岩石的工程性质是影响施工设计的重要因素。力学性质较差的岩土体容易导致边坡失稳，从而导致崩塌落石、滑坡等地质灾害。而岩石中的裂隙发育，是影响岩土体性质的主要原因。在各个地质年代的地壳运动的作用下，岩石就会产生裂隙、节理以及断层等，因此便会形成裂隙岩体。岩石断裂力学就是通过断裂力学对裂隙岩体工程性质的研究，为研究裂纹岩体提供了理论基础和分析方法。

1 断裂力学与岩石力学

1920年Griffith[1]针首次对脆性材料的断裂规律进行研究，揭示了在脆性材料中断裂应力对裂纹尺寸影响规律。这次研究的结论作为了断裂力学能量理论的基本理论，但由于很多材料在裂纹扩展中会产生一定的塑性变形，因此其理论仅适用于脆性材料，不适用于弹性材料。Irwin在1957年提出了应力强度因子的概念，这一概念使线弹性断裂理论取得了重大突破，得到了裂纹端部应力场位移场的近似表达式。……