岩石（体）是非均匀介质，在受压或压剪条件下其断裂前必须以体积膨胀现象的出现为先导。体积膨胀点是裂纹稳定扩展阶段和裂纹非稳定扩展阶段的分界点，不管是何种岩石（体），也不管是多大尺度的岩石（体），在受压或压剪条件下且加载应力达到某种水平时必然出现，这体现了尺度不变的属性。

诸多研究已经揭示，从厘米级受载岩样中的微破裂、米级的矿山微震活动到公里级尺度的地震，其频次—震级关系与变形时空分布等的一阶统计具有相似性（Lei et al.，2003）；不同尺度的岩样蠕变试验（Brantut et al.，2013）表明，其通常具有典型的初始、等速与加速蠕变三阶段特征，且较大破裂或断裂常由微裂纹成核、扩展与连通而成；Vallianatos 等（2013）也指出，从实验室尺度到地球尺度的岩石（体）断裂过程行为可能具有普适性。这些结果意味着岩石（体）破裂行为在空间域和时间域具有层次结构，也反映出其破裂行为具有尺度不变性。

在掌握破裂行为尺度不变性的基础上，利用分形几何学可探究破裂的时空分布特征，利用重正化群理论可揭示破裂的自组织演化特征。然后，考虑岩石（体）尺度、形状和加载条件对其力学属性和变形破坏行为的影响，从破裂特征点（裂纹起裂点、体积膨胀点、峰值强度点、残余强度点）的应力比或应变比而不是单点的应力或应变入手，以消去某些变量进而简化比值表达式，或能从万变中找到不变的“宗”，即岩石（体）破裂失稳演化的一般规律。否则，可能是竹篮打水一场空哦。

岩石力学学者关注的研究对象，如冲击地压、岩爆、岩滑、地震等，通常涉及到大尺度岩体的损伤过程，累积损伤可导致突变——失稳。同行们知道，在同样的加载条件下，当尺度增大到某种程度时，岩样的峰值强度趋于不变（图1）。由此推测，体积膨胀点处的应力也应趋于不变。那么，体积膨胀点与峰值强度点处的应力比应趋于定值。大量岩石力学实验结果表明，一定围压下较大尺度岩样（硬岩类）的两点应力比在80%左右 ，支持这一认识。这提醒我们：（1）大尺度岩体的破裂行为“潜伏”着某种参量或两特征点参量比值的不变性，其对揭示岩体的损伤演化规律和构建普适性本构方程大有裨益；（2）将小尺度岩样破裂实验结果外推探究岩体断裂前兆和失稳机制时，不应忽视尺度效应。

图1 黄石灰岩抗压强度尺寸效应（刘宝琛等，1998）

再看看峰值强度点与体积膨胀点处的应变比情况。图2是在不同单轴加载条件（如加载速率）下不同种类小尺度岩样实验的统计结果，可看出大部分应变比值落在较小的范围（图2中蓝线之间）。如此试想，对大尺度、扁平状且承受缓慢加载的天然锁固段（属于硬岩类），情况又该如何呢？

图2 岩样单轴应变比实验结果（Xue et al., 2015）

容易推断，天然锁固段的应变比值应落在更小的范围。我们的研究表明，天然锁固段的应变比可近似为1.48的常数。我们分析了锁固型滑坡案例和全球62个地震区震例，表明该常数确实存在。该常数的存在，避免了准确测定锁固段几何与力学参数的困难，使得对锁固型滑坡和标志性地震的预测成为可能。

综上，要寻找大尺度岩体的破裂失稳演化规律，应以其几何特征和受载环境为抓手，从其破裂行为的尺度不变性着眼，从破裂特征点应力比或应变比着手，进而可得到简化、易用的力学表达式。这样，才可能在茫茫黑夜中找到光明，才可能在漫漫征途中找到正确的路径。

参考（略）