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研究裂纹在岩石中扩展所需的条件及岩石断裂机理的理论。 在荷载作用下，岩石将发生变形，随着荷载的增加，其变形量也增加，当荷载达到某一数值后，就会导致岩石发生断裂破坏。岩石的变形和破坏，是荷载作用下岩石形态变化的两个不同阶段。在变形阶段，岩石也有局部微破裂，虽不占主要地位，却是形成不可恢复变形的主要因素；荷载继续增加，在变形进一步发展的同时，局部破损的份额越来越大，微破裂发展成岩石的宏观破坏。天然岩石在地质史的演变过程中，无论从大范围或小范围看，也无论从宏观或微观的角度考察，都将存在断层带、层理、节理、裂隙等缺陷，因此天然岩石是由完整岩块（结构体）和结构面（节理、裂隙等）组成的。岩石的破坏可以是在完整岩块中，也可以是在结构面中，其破坏有两种基本类型：①由弹性变形随即转化为突然破裂，称为脆性破坏，破坏时不产生明显的变形，这往往是岩石中裂隙产生和发展的结果；②弹性变形之后，又产生明显的塑性变形，但不呈现明显的破坏面，甚至可以处在塑性流动状态，称为塑性破坏，这是由于组成物质颗粒间相互滑移所致。由于缺陷的存在，造成岩石可能在低于强度的范围内就发生破坏，这就不能用传统的强度概念，但往往可用断裂力学的观念和理论加以解释。 岩石中裂纹的扩展问题就可以用断裂力学理论进行分析。由于岩石裂纹尖端的应力集中效应，应力一般都非常大，因此常产生一个非弹性的应力区。对大多数岩石而言， 除非处于高温、高围压下，其裂纹端部均不会发生塑性变形现象，通常是以发生众多微裂隙来解释非弹性区的出现。当非弹性区与分析对象尺寸相比很小时，则可认为满足线弹性条件，可用线弹性断裂力学理论分析。例如，对Ⅰ型裂纹，用判据式KⅠ=KⅠC（KⅠ为Ⅰ型裂纹的应力强度因子；KⅠC为断裂韧度）判断开裂的稳定性（参见断裂力学）。 岩石KⅠC的测试，通常采用直接取自钻探岩芯的圆截面三点弯曲试件，此外，V形切口短棒拉伸试件和V形切口三点弯曲试件也广为采用；为研究裂纹扩展速率则常用双扭试件。影响岩石KⅠC的因素主要是岩石的各向异性、裂隙中是否有水、围压大小、高温和超低温等。 当荷载与岩石中裂纹有夹角时，则产生复合型断裂，从工程应用而言，研究岩石的复合断裂具有重要意义。关于复合断裂的理论和判据，仍可用断裂力学的有关理论和方法。 压剪断裂是岩石中较为普遍的一种断裂形态。例如，板块内部地震和切层破裂中，与工程有关的坝基开裂；岩体中孔口、洞室周边开裂等问题中，都存在压剪断裂现象。压剪断裂的机理是当岩石在剪应力作用下发生微破裂时，必然引起局部范围内岩石体积的改变，即产生扩容现象，因而引起围压对这种断裂膨胀的抑制。有切口的岩石试件的压剪试验表明，岩石压剪断裂过程可分为4个阶段：①初裂前阶段，无裂纹扩展；②微裂纹扩展阶段，切口端部体积应变出现扩容；③失稳扩展阶段，试件脆断；④摩擦阶段，脆断后试件的两部分沿破裂面摩擦运动。由此，可以下式作为压剪断裂判据：
式中，λ为压剪系数，由试验得出；KⅡC为压缩状态下的剪切断裂韧度。这一判据式是库仑—莫尔准则的简单线性变换，但已具有了断裂力学的内容。
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