在真实材料中,宏观裂纹尖端附近往往存在大量弥散的微裂纹,它们不仅会在材料服役过程中产生,还可能会产生于材料的制备过程,它们的存在和扩展是影响材料力学性能的一个极其重要的因素。宏观裂纹尖端的应力场由于裂纹的相互作用而不同于单个裂纹在相同外载荷条件下的应力场,自然,裂纹的扩展行为和机理也会有所不同。因此,为了探寻宏观裂纹和微裂纹的扩展机理,找出裂纹扩展的规律,本文在线弹性断裂力学的基础上研究了材料内微裂纹及其扩展演化对宏观裂纹扩展行为的影响。本文结合Muskhelishvili’s复变函数法和逐步递推法推导了无限大平面内含一条中心主裂纹与任意分布微裂纹的理论解,此方法不但考虑了微裂纹之间的相互作用,并且有较强的理论依据,求解速度快,解决了材料在不同载荷下裂纹的扩展演化问题。基于该理论方法,本文详细考察了一些典型的微裂纹分布形式对主裂纹尖端应力场的影响,包括平行分布、扇形分布、链式分布、杂乱分布等。其次,还讨论了微裂纹的分布参数等对主裂纹以及微裂纹尖端应力场的影响,包括微裂纹的数量、微裂纹与主裂纹尖端的距离、微裂纹的方位角、微裂纹的倾斜角、微裂纹的长度等,对比分析了微裂纹对主裂纹尖端应力场的增强效应和屏蔽效应。随后对裂纹的扩展行为展开研究,修正了I-II混合型裂纹尖端塑性区,研究了单轴拉伸、均匀剪切以及拉伸-剪切混合载荷条件下主裂纹和微裂纹扩展行为,考虑了裂纹闭合效应以及裂纹尺寸对裂纹扩展行为的影响。接着采用等效裂纹法求解了弯折裂纹的扩展,结合物理短裂纹的扩展模型,研究了不同分布形式的微裂纹与主裂纹聚合的过程,描述了宏观裂纹和物理短裂纹的扩展方式,预测了裂纹的扩展路径,揭示了微裂纹和主裂纹的扩展机理。结合上述理论方法和损伤力学方法,本文将材料的损伤引入裂纹尖端应力场的分析,定义了单轴拉伸条件下主裂纹和微裂纹尖端的损伤参量;提出以裂纹尖端为一点的损伤状态,将微裂纹对主裂纹的影响用损伤参量描述,研究了微裂纹的损伤演化对宏观裂纹尖端损伤的影响。随着部分微裂纹持续发生扩展,宏观裂纹尖端区由连续损伤过渡到损伤局部化,材料的承载能力下降,最终主裂纹尖端形成损伤局部化带,根据微裂纹的扩展行为预测了损伤局部化带的方向,为研究断裂力学和损伤力学中的平面多裂纹问题提供了新的思路。本文以研究裂纹间的相互作用为基础,分析了微裂纹和主裂纹可能的扩展机理,更好地了解了微裂纹对材料失效破坏过程的影响,对材料设计具有指导意义。