应力比影响下的破裂角、闭锁角、摩擦系数及其耦合关系

裂纹扩展和摩擦系数分属两个学科而鲜有联系，摩擦系数理论较少，主要依赖实验获得。在griffith椭圆形裂纹基础上讨论摩擦面状裂纹力学模型，计算了单轴、三轴压应力情况下微裂纹扩展的期望方向及应力集中，那些方向偏离宏观破裂方向较大角度的裂纹因闭锁而无法延伸，应力比越大，可扩展的微裂纹越向宏观裂纹面方向集中，随着围压的增加，闭锁范围增大，实现了裂纹张性向剪性的转变。摩擦系数、方向集中度、应力比呈耦合关系，一方面，摩擦系数越大越利于微裂纹方向集中；另一方面微裂纹的方向集中导致了宏观裂纹面（裂缝）上凸起角度降低，进而减小摩擦系数。围压和裂纹扩展期的应力状况是影响摩擦系数的重要因素，往往成为裂纹扩展的应力条件，凸起斜面摩擦系数越大，临界应力比越小。裂纹粗糙度(或分维数)对形成期的应力状况具有一定记忆功能。