本文通过断裂指标分析铸铁、混凝土及碳钢等材料的断裂强度，实验研究材料结构的断裂过程，进而探讨含缺陷结构承载力的理论估计方法并验证理论结果。主要研究工作如下： 材料结构的断裂过程是材料强度与性能的重要表现。通过铸铁三点弯曲切口梁与混凝土紧凑拉伸断裂试件的应变片电测跟踪测试，由实验数据分析了裂缝前端损伤区(黏聚裂纹)的张开位移，韧带前方中性层位置与损伤区端点位置随载荷的变化规律。采用电子散斑干涉法对铸铁三点弯曲试件，观测了裂纹端部位移场随载荷的变化规律；并用有限元分析软件ANSYS对带环向切口的圆截面扭转试件计算出了割口根部的剪应力分布。 在承载力的研究方面：(1)进行了铸铁和碳钢带切口杆件的扭转剪切(Ⅲ)型断裂实验：(2)对八组不同预制裂纹尺寸的铸铁三点弯曲梁进行断裂实验，并对相同材料的小尺寸铸铁三点弯曲切口梁进行加载实验；(3)测试了四种不同尺寸的混凝土紧凑拉伸试件的Ⅰ型断裂过程；(4)对已有的两系列混凝土紧凑拉伸实验和一系列混凝土三点弯曲的实验数据，分别计算了试件的应力强度因子，并分析了其尺寸效应。由黏聚裂纹应力强度因子计算公式结合双K断裂准则，分别提出针对不同试件的最大承载力的理论计算方法，通过理论峰值值与实验峰值平均值的对比，发现所得57组试件的相对误差中有56个小于10％。说明用此方法计算预估含缺陷材料结构的最大承载力是可行的。