损伤与断裂学

孙宜兵

【摘要】损伤的种类：弹脆性损伤，弹塑性损伤、剥落损伤、疲劳损伤、蠕变损伤、蠕变-疲劳损伤、腐蚀损伤、辐照损伤；损伤力学在以下几个方面得到应用：寿命，强度稳定、物理性能、断裂过程、力学性能预计、材料韧化加工。

【关键词】损伤 ；断裂； 本构方程

1 概述

断裂力学主要起源于Griffith（1920）及Irwin（1958）的两篇经典论文。这两篇论文中都把裂纹作为应力集中源，在控制脆性断裂中给予高度重视。断裂力学的定义为：按照应用力学定律描述材料的断裂及材料的宏观性质。在应力分析的基础上，断裂力学提供一种定量方法，把断裂强度与含缺陷构件所受荷载及其几何参数相关联。缺陷通常被模拟为裂纹，但它也可能是孔隙或其它非线性缺陷。外荷载对裂纹扩展的影响可以用某些参数来表达，这些参数是表征裂纹端部的应力及应变强度的。

2 岩石损伤与断裂理论研究现状及进展

岩石强度理论是一个复杂的科学问题，它的目的在于给出岩石在复杂应力状态下失稳破坏时岩石参数与外部荷载及环境因素所满足的条件。建立一种科学合理的岩石强度理论，对于工程设计、灾害预防、资源开发等领域具有重要的意义。

早期的岩石强度理论研究属于传统固体力学研究范畴，沿用了经典连续统力学的研究手段。由于岩石是一种特殊的地质材料，受地质构造的影响，岩石的组织结构极度不均匀，孔隙、裂隙、夹杂、节理、断层等大量缺陷充斥其中，因而均匀连续假设与岩石的实际情况并不相符，建立在连续统力学基础上的岩石强度理论受到了严重的挑战。……