1.2 发展趋势

损伤力学发展至今，涌现了许许多多各种各样的损伤力学理论，但尚未出现比较公认的普遍的理论。其情形与20世纪50年代塑性理论大发展的状况很相似，相信不久的将来，工程界将会筛选出一些适用的损伤理论来。至于损伤力学的发展趋势，可概括为以下几点。

1.2.1 材料宏观变形响应与损伤细观演化之间的关联

固体损伤力学发展至今，主要是沿着细观力学和宏观唯象连续介质力学两个分支并行不悖地发展。作为损伤力学中互为补充的两个重要方面，连续损伤力学和细观损伤力学的恰当结合将是描述材料从微缺陷演变到宏观性能劣化直至最终破坏全过程的有效方法，这已成为众多研究者的共识。近年来，损伤力学的研究正在从宏观和细观并行不悖发展向宏、细观相结合转变，基于细观损伤力学的连续损伤模型，即细观统计损伤模型已经成为研究的热点。并且损伤的宏、细观相结合的研究将成为固体力学新世纪的主要学科方向，其特征为：引入多层次的缺陷几何结构，在材料的宏观体元中引入细观或微观的缺陷结构，试图在材料细观结构的演化与宏观力学响应之间建立起某种联系，对材料的本构行为进行宏、细、微观相结合的描述。这种研究思路正在成为追踪材料从变形、损伤到失稳或破坏的全过程，以解决这一固体力学最本质难题的主要途径。沈珠江、谢和平、白以龙、Krajcinovic等指出，从工程应用角度出发，比较现实可行的方法是建立可以考虑细观机制的宏观唯象的损伤理论，即用宏观变量描述微观变化。发展新的平均化方法和基于统计的损伤力学，将不断丰富损伤力学的方法论；发展宏观-细观-微观多层嵌套连接的损伤理论已是大势所趋。

细观统计损伤模型的研究还处于初步探索阶段，材料的细观损伤演化机制问题，作为连接材料细观层次上损伤演化与宏观层次上损伤力学行为之间的桥梁，至今尚未被很好地解决，已经成为制约损伤力学进一步发展的瓶颈。今后损伤力学将主要是以理论研究、细观损伤试验观测及计算机数值模拟三者相互结合的方式进行研究；实验观测和数值试验的研究将为损伤力学的理论研究提供重要的细观试验基础。

1.2.2 损伤力学与断裂力学的结合

在固体力学中，人们对结构破坏的研究经历了3个阶段：弹塑性力学阶段、断裂力学阶段和现代破坏力学阶段。将损伤力学和断裂力学结合起来，建立考虑损伤的断裂力学，称为破坏力学（failure mechanics）。尤其是到了20世纪80年代中后期，以宏观、细观、微观相结合的现代破坏力学的研究为固体力学的发展注入了新的活力，标志着人们对材料破坏过程的认识更加深刻。细观力学、损伤力学与断裂力学构成了从细观尺度直至宏观尺度以描述材料与结构的破坏过程的破坏理论的主要内容。它使得作为固体材料力学基本内容之一的破坏理论面临一个新的发展阶段。将具有位移间断的断裂力学与非均匀的含分布缺陷的损伤力学结合起来，研究物体的破坏过程，赋予实际中同时存在的奇异性缺陷与分布式缺陷以更接近实际的力学描述。

损伤力学和断裂力学都属于破坏力学的范畴，两者各有不同又相互关联。从物理机制上看，损伤力学与断裂力学是有本质联系的，材料的损伤与断裂反映了材料变形破坏的物理过程。在研究领域上，断裂力学是损伤力学的后续，两者存在互补的关系：损伤力学主要研究出现宏观裂纹之前材料中分布的细观缺陷的发展演化；而断裂力学则研究出现宏观裂纹之后宏观裂纹的扩展以及含宏观裂纹的变形体的力学性能，忽略在宏观裂纹形成以前的损伤阶段，也忽略了宏观裂纹周围的损伤，只考虑理想的宏观缺陷。李兆霞认为从材料的应力-应变曲线上的失稳点（峰值点）到宏观裂纹出现这一阶段是材料性能研究中的损伤力学到断裂力学的过渡阶段，内部的缺陷或损伤已发展至相当的程度，应该采用损伤力学和断裂力学相结合的方法进行研究。在研究手段上，断裂力学和损伤力学应当互补；尤其对于上述过渡阶段，非常需要将损伤力学和断裂力学相结合，形成适合过渡阶段缺陷特征（损伤之末，断裂前兆）的方法。在这方面，模糊裂纹模型和钝裂纹带模型可以看作是有益的尝试。

1.2.3 同现代非线性科学的结合

20世纪70年代前后创立的耗散结构论、协同学、突变论、混沌、分形及超循环理论等，构成了现代非线性科学的理论框架。这些非线性理论共同形成的学科具有普适性，它们共同探索大自然中非线性及复杂性的规律性，为认识复杂现象提供了新的思维方式和解决问题的新方法。它几乎涉及自然科学和社会科学的各个领域，并正在强烈地冲击和改变着人们对客观世界的传统看法，在不同研究领域相继掀起了转变认识观的重大变革。在对混凝土等岩石类材料损伤破坏力学行为的研究中，一些学者敏锐地注意到其非线性特征；以突变论、协同论和耗散结构理论为代表的现代非线性理论的提出，为重新认识材料的损伤破坏过程提供了新的思路和可能。

应用非线性科学的有关理论，国内外学者进行了大量的基础性研究工作，并取得了重大进展。唐春安等、尹光志等对混凝土、岩石材料从微裂纹扩展到宏观断裂状态转变时的突变信息进行了分析，并提出了材料破坏过程的突变模型。于广明等分析了混凝土的分形性及其单轴应力下裂纹演化的混沌效应；利用协同学的基本原理，对混凝土破坏过程中声发射现象进行了探索性研究。纪洪广等对混凝土声发射过程的分形特性、自相似性特征进行了分析，并提出声发射参数的灰点突变模型。白以龙等根据突变理论，指出岩石类材料变形破坏包括分布式损伤和损伤诱发突变两个阶段；对已建立的描述材料损伤破坏过程的生长模型、逾渗模型进行了评述，将此过程视为一类远离平衡的生长现象，把由损伤的累积导致材料破坏的现象视为一种逾渗转变。

混凝土力学特性的复杂性正是由于其组织结构的细观非均质性所导致。只有摆脱传统线性分析的束缚，寻求非线性分析手段，正确合理地揭示材料损伤破坏机理，才有可能使混凝土力学的研究向前迈进；这是从本质上认识和解决混凝土结构安全评价问题的一条正确途径，并且已成为一种必然的发展趋势和一项十分紧迫的任务。