在围压情况下，破裂面的取向与引起破裂的应力状态有关，如果以p1，p2，p3代表脆性介质在破裂前瞬间的主应力，设p1＞p2＞p3。按通常习惯，以张应力为正。根据库仑—摩尔破裂准则，当作用于某一点的剪切应力τ超过该点的抗剪切强度和摩擦阻抗两者之和时，即
固体地球物理学：地震学、地电学与地热学
就发生破裂。这里τ0表示抗剪切强度，σn表示破裂面上的正应力，μ是摩擦系数。令θ代表破裂面法向和最大主应力轴（最小主压应力轴）p1的夹角。可以证明，当μ＝0时，θ＝π/4；μ＝1时，θ＝π/8；μ＝∞时，θ＝0。θ称破裂角或断层角。
图6-10 由震源机制图解推测地震断层错动类型
在真正的三轴应力（p1＞p2＞p3）下，实验结果表明，断层面与中等主压应力轴平行，随着μ的增大，剪切破裂面的法向趋向最大主应力轴，破裂面趋向最小主应力（最大主压应力）轴，如图6-11所示。
由破裂面的取向和断层角的大小，有可能推断破裂前一刻震源区的主应力p1，p2，p3的方向。地震时，沿断层面释放了一定的剪切应力，这相当于在与断层面成π/4和3π/4的方向上释放了一定的压应力（以P表示）和与P等值的张应力（以T表示）。P与p3成（π/4-θ）角，T也与p1成同样的角度。
图6-11 岩石破裂三轴应力实验示意图
由P波初动解容易求得P轴和T轴的取向，它们应当位于XY平面，并且分别与X轴和Y轴成π/4。P轴位于初动是膨胀的象限，T轴位于初动是压缩的象限。由岩石破裂三轴应力实验结果可知，P轴和T轴反映了地震前后震源区应力状态的变化，而不是震源区构造方向本身，它们和构造应力的最小主应力轴p3的方向以及最大主应力轴p1的方向都分别成（π/4-θ）的角度，如图6-12所示。
图6-12 地震发生时释放的应力与震源区构造应力之间的关系
图6-13 两个同样可能的、共轭的断层面
尽管P与p3，T与p1都偏离了（π/4-θ）角，但如图6-13所示，因为有两个可能的、共轭的断层面，它们都与p3成同样的角度。一般情况下，在每一个共轭面上发生破裂的概率是相同的。所以，如果对一个地区的P轴方向作统计平均就有可能获得该地区构造应力方向的图像。
以上分析只适用于新断层产生的情形，对于已经存在断层的情况，因为在断层附近，介质的强度可能比其他地方低，因此易于沿已有的断层发生滑动。这样，由P波初动求得的P轴和T轴就不能简单地将它们与p3和p1等同起来。