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【摘要】断裂力学是固体力学的新分支，断裂力学作为一门真正的学科，还只是近十几年的事。但它发展异常快速，是目前固体力学中最活跃的一个分支，在许多工程技术部门都产生了重大的影响，体现了它巨大的生命力量，已经被广泛地用来解决各种工程实际问题。在国内外都有不少应用断裂与损伤力学解决工程成功的案例。随着科技的发展，我们逐渐的把断裂与损伤力学应用到了混凝土的领域，并也取得了一定的成就。由于断裂力学还是新兴学科，历史还比较短，在实践方面还有很多经验不足。
【关键词】断裂与损伤力学；基本理论；断裂准则
断裂与损伤力学作为一门真正的学科，还只是近十几年的事。在最近的几十年里，在第二次世界大战之后，随着设备和结构的大型化、设计应力的提高、高强度和超高强度材料的使用、焊接工艺的普遍采用以及设备与结构使用条件的严酷化（温度、介质、原子辐照、栽荷变动等），常规强度理论发生不合理的情况日益变多。按原来的理论思想设计的设备或结构，会在短期内发生灾难性的破坏。断裂力学应用力学起步于结构和材料，由于断裂与损伤力学与结构和材料直接相关，虽然历史很短，但已经解决了不少的工程实际问题。损伤力学只是固体力学的一个分支学科，是遇到实际工程意义而产生的。它经历了从无到有的过程，是一个非常热门的学科。
1、断裂力学和损伤力学的应用
1.1 岩石断裂与损伤力学
岩石破坏类型可以分为纵向破坏、剪切破坏、拉伸破坏。纵向破坏主要是在极限抗压情况下，产生与轴向一致的裂缝，与受力方向一致。在围压和轴压的共同作用下会出现剪切变形，裂缝与主应力方向呈现一定的夹角就是剪切变形。这种破坏类型大都出现在地表断层和地震受损的房层中。拉伸破壞是在轴对称中心受拉所产生的破坏，破坏面有很明显的分离，破坏面与破坏面之间有较大的错层。岩石断裂力学是研究岩石介质的不均匀性对结构的破坏程度的大小，因此它要面临受压、受拉等多种不同情况。在实验过程中，闭合裂纹大都是受压过程产生的，闭合裂纹有以下特征： 1）剪切破坏，是因为两个裂纹面之间只产滑移。2） 由于裂纹面的本构关系，随着摩擦的增大，变形呈非线性关系，与此同时它还会影响裂纹最尖端部位的发展。通过做大量的平板实验，受压裂纹总是出现以下的特性： 在裂纹开口处开始扩展，最开始的方向与裂纹方向不一致，总是会错开很大的角度； 裂缝的延伸呈现一条曲线状，一直延伸到最大压力处。闭合裂纹的延伸会出现一定的张性，使得受压构件一部分体积增大。当这些裂纹都同时扩展时，将会使整个构件都在不规则的增大。在承受一定量的压力条件下，裂纹是不会扩展的，只有在增大荷载时，构件的裂纹才会继续延伸。
1.2 断裂力学的老龄钢桥剩余寿
评价钢桥是不是安全的以及它的剩余使用寿命，首先就要识别钢桥的哪些构件会导致桥梁的承重不足和破坏，根据上面的结论可以得出4个类型构件：①串联构件，只在纵向承受荷载，横向不承受荷载；②冗余构件，它是存在超静定结构中的，相对于静定结构多出来的约束，这些构件的损坏不会立马使桥梁受损；③次要构件，主要是负责把力传给主要构件，当它们受到破坏时，会增加主要受力杆件的负担；④桥面系，它的损坏对整个桥梁的受力基本没有什么影响，只会影响局部。
2、微裂缝的演化
构件中的裂缝不会随便延伸的，它最开始是在裂缝尖端的微裂缝中产生的，在临界状态下这些微裂缝开始延伸，一直延伸到宏观裂缝处并与它们合并成一处裂缝。微裂缝刚开始时并不多，是相互独立的。随着裂缝数量的增多，微裂缝之间的相互作用就不能忽略。岩石的破坏大致分为两个阶段： 第一阶段，微裂纹的不规律产生； 第二阶段，随着力量的逐渐增大，裂缝不断的延伸，最后合并成为一处，这个时期的裂纹发展数度相当快，呈现出一种不稳定的破坏状态。微裂缝先是在大面积的产生，然后通过相互作用，逐渐合并成为一个裂纹。裂纹端部裂缝宽度最小，会出现应力集中的现象，也会是最先发展的地方。微裂缝一般是不会延伸的，只有随着荷载的增大裂缝才会开始延伸。微裂缝内部集中区的区域比外部集中区要小很多，因此微裂缝内部集中区的应力也要比外部集中区要大很多。
结语：
在工科领域中，断裂力学和损伤力学的研究前景是非常有潜力的，是有很大的研究方向的，断裂力学和损伤力学在各行业的研究并出现一系列的成果会给各个工科行业带来很大的进步。从而推动社会的进步，人类的发展，由于断裂力学能对材料进行安全性分析，现在对这个行业就越来越重视了。目前线弹性力学发展得较为成熟，已经在很多行业得到了应用，发展得比较迅速，它是当前断裂力学的主要研究方向之。断裂动力学是一门新出现的学科，对于线性材料还需要进一步加强对它的探索；对于那些非线性的材料，研究还需要进一步加强。寻找到更好的数据规律，进一步做大量的实验，发现更有价值的事也是我们需要解决的事。
参考文献：
[1]沈成康.断裂力学[M].上海：同济大学出版社，1996.
[2]黄克智.弹塑性断裂力学的一个重要进展[J].力学与实践，1993，（1）：1-7.
[3]Hutchinson J W. Singular behavior at the end of a tensile crack in a hardening material[J]. Mech. Phys. Solids，1968，16：13-31.
[4]张俊彦，张淳源.裂纹扩展条件及其温度场研究[J].湘潭大学自然科学学报，1996，（1）：102-105.
[5]陈会军，李永东，唐立强.多孔材料中裂纹尖端的渐近场[J].哈尔滨工程大学学报，2000，（3）：58-63.
[6]王占桥.纤维高强混凝土断裂性能的试验研究[D].郑州：郑州大学硕士论文，2004.13.
[7]李兆霞.损伤力学及其应用[M].北京：北京科学出版社，2002.
[8]黄凯珠，林鹏，唐春安，等.双轴加载下断续预制裂纹贯通机制的研究[J].岩石力学与工程学报，2002，21（6）：808-816.
【关键词】断裂与损伤力学；基本理论；断裂准则
断裂与损伤力学作为一门真正的学科，还只是近十几年的事。在最近的几十年里，在第二次世界大战之后，随着设备和结构的大型化、设计应力的提高、高强度和超高强度材料的使用、焊接工艺的普遍采用以及设备与结构使用条件的严酷化（温度、介质、原子辐照、栽荷变动等），常规强度理论发生不合理的情况日益变多。按原来的理论思想设计的设备或结构，会在短期内发生灾难性的破坏。断裂力学应用力学起步于结构和材料，由于断裂与损伤力学与结构和材料直接相关，虽然历史很短，但已经解决了不少的工程实际问题。损伤力学只是固体力学的一个分支学科，是遇到实际工程意义而产生的。它经历了从无到有的过程，是一个非常热门的学科。
1、断裂力学和损伤力学的应用
1.1 岩石断裂与损伤力学
岩石破坏类型可以分为纵向破坏、剪切破坏、拉伸破坏。纵向破坏主要是在极限抗压情况下，产生与轴向一致的裂缝，与受力方向一致。在围压和轴压的共同作用下会出现剪切变形，裂缝与主应力方向呈现一定的夹角就是剪切变形。这种破坏类型大都出现在地表断层和地震受损的房层中。拉伸破壞是在轴对称中心受拉所产生的破坏，破坏面有很明显的分离，破坏面与破坏面之间有较大的错层。岩石断裂力学是研究岩石介质的不均匀性对结构的破坏程度的大小，因此它要面临受压、受拉等多种不同情况。在实验过程中，闭合裂纹大都是受压过程产生的，闭合裂纹有以下特征： 1）剪切破坏，是因为两个裂纹面之间只产滑移。2） 由于裂纹面的本构关系，随着摩擦的增大，变形呈非线性关系，与此同时它还会影响裂纹最尖端部位的发展。通过做大量的平板实验，受压裂纹总是出现以下的特性： 在裂纹开口处开始扩展，最开始的方向与裂纹方向不一致，总是会错开很大的角度； 裂缝的延伸呈现一条曲线状，一直延伸到最大压力处。闭合裂纹的延伸会出现一定的张性，使得受压构件一部分体积增大。当这些裂纹都同时扩展时，将会使整个构件都在不规则的增大。在承受一定量的压力条件下，裂纹是不会扩展的，只有在增大荷载时，构件的裂纹才会继续延伸。
1.2 断裂力学的老龄钢桥剩余寿
评价钢桥是不是安全的以及它的剩余使用寿命，首先就要识别钢桥的哪些构件会导致桥梁的承重不足和破坏，根据上面的结论可以得出4个类型构件：①串联构件，只在纵向承受荷载，横向不承受荷载；②冗余构件，它是存在超静定结构中的，相对于静定结构多出来的约束，这些构件的损坏不会立马使桥梁受损；③次要构件，主要是负责把力传给主要构件，当它们受到破坏时，会增加主要受力杆件的负担；④桥面系，它的损坏对整个桥梁的受力基本没有什么影响，只会影响局部。
2、微裂缝的演化
构件中的裂缝不会随便延伸的，它最开始是在裂缝尖端的微裂缝中产生的，在临界状态下这些微裂缝开始延伸，一直延伸到宏观裂缝处并与它们合并成一处裂缝。微裂缝刚开始时并不多，是相互独立的。随着裂缝数量的增多，微裂缝之间的相互作用就不能忽略。岩石的破坏大致分为两个阶段： 第一阶段，微裂纹的不规律产生； 第二阶段，随着力量的逐渐增大，裂缝不断的延伸，最后合并成为一处，这个时期的裂纹发展数度相当快，呈现出一种不稳定的破坏状态。微裂缝先是在大面积的产生，然后通过相互作用，逐渐合并成为一个裂纹。裂纹端部裂缝宽度最小，会出现应力集中的现象，也会是最先发展的地方。微裂缝一般是不会延伸的，只有随着荷载的增大裂缝才会开始延伸。微裂缝内部集中区的区域比外部集中区要小很多，因此微裂缝内部集中区的应力也要比外部集中区要大很多。
结语：
在工科领域中，断裂力学和损伤力学的研究前景是非常有潜力的，是有很大的研究方向的，断裂力学和损伤力学在各行业的研究并出现一系列的成果会给各个工科行业带来很大的进步。从而推动社会的进步，人类的发展，由于断裂力学能对材料进行安全性分析，现在对这个行业就越来越重视了。目前线弹性力学发展得较为成熟，已经在很多行业得到了应用，发展得比较迅速，它是当前断裂力学的主要研究方向之。断裂动力学是一门新出现的学科，对于线性材料还需要进一步加强对它的探索；对于那些非线性的材料，研究还需要进一步加强。寻找到更好的数据规律，进一步做大量的实验，发现更有价值的事也是我们需要解决的事。
参考文献：
[1]沈成康.断裂力学[M].上海：同济大学出版社，1996.
[2]黄克智.弹塑性断裂力学的一个重要进展[J].力学与实践，1993，（1）：1-7.
[3]Hutchinson J W. Singular behavior at the end of a tensile crack in a hardening material[J]. Mech. Phys. Solids，1968，16：13-31.
[4]张俊彦，张淳源.裂纹扩展条件及其温度场研究[J].湘潭大学自然科学学报，1996，（1）：102-105.
[5]陈会军，李永东，唐立强.多孔材料中裂纹尖端的渐近场[J].哈尔滨工程大学学报，2000，（3）：58-63.
[6]王占桥.纤维高强混凝土断裂性能的试验研究[D].郑州：郑州大学硕士论文，2004.13.
[7]李兆霞.损伤力学及其应用[M].北京：北京科学出版社，2002.
[8]黄凯珠，林鹏，唐春安，等.双轴加载下断续预制裂纹贯通机制的研究[J].岩石力学与工程学报，2002，21（6）：808-816.