靜態疲勞的主要作用機製是應力腐蝕，在金屬材料以外的領域，應力腐蝕被認為是造成靜態疲勞的原因。它體現了材料強度取決於時間的特點。石質藏品大都在地表環境中經曆了慢長的曆史年代，發生靜態疲勞現象是在情理中的事情，就連塑性很好的青銅器，黃金飾品等也會因應力腐蝕而斷裂。美國的科學家發現，古代青銅器破壞的例子，大都是由應力腐蝕造成的。科學家們還發現埋藏在地下的黃金首飾也發生了應力腐蝕斷裂現象。近來科學家在岩石及礦物的實驗中觀察到了這種現象。保藏學無疑將會從靜態疲勞研究成果中吸取豐富的營養，用於對藏品破壞機理的分析。
靜態疲勞在許多書中被稱為裂紋的亞臨界擴展，它是斷裂力學的重要組成部分。斷裂力學也叫裂紋力學，是一門年輕的學科，其本身尚待完善。
斷裂力學概述
要想使材料斷裂，必須克服原子間的結合力，原子間的結合力，就是固體材料的理論結合強度。但在實際中，材料的斷裂強度與其理論結合強度相差幾個數量級。格裏菲斯為解釋玻璃斷裂過程中存在的這一現象，於1920年提出了材料中存在微裂紋的理論。根據這一理論，在拉應力作用下，裂紋尖端附近產生應力集中，當局部應力超過材料的屈服強度時，就會引起裂紋的擴展，一旦裂紋擴展到某個臨界值，就會發生斷裂。力場為兩向應力。平麵應變狀態是指厚度很大的厚板中，裂紋尖端附近應力場為三向應力。
格裏菲斯的微裂紋斷裂理論與實驗相符，應用於玻璃、陶瓷等脆性材料中，取得了巨大的成功。但這一理論，長期以來一直被認為是隻適用於玻璃和陶瓷這一脆性材料範圍，對其在金屬中的應用沒有給予重視。
隨著工業的發展，髙強度材料，焊接結構等使用日廣。二次世界大戰期間，美國的近千艘焊接建造的船，停泊在港內時突然發生破壞。此類脆性破壞先後發生1000多次，其中238艘船完全破壞，有的從中間斷成兩截。戰後的50年代又接連發生了數起重大脆性斷裂事故。在這種背景下，近30多年來斷裂力學作為一門新的力學分支才得以迅速發展。它是一門研究含裂紋物體的強度和裂紋擴展規律的科學。這門力學引入了材料斷裂韌性概念，並建立了裂紋失穩擴展的判據；揭示了材料靜態疲勞的規律，使材料的壽命預測成為可能。使一個多世紀來，一直為全世界成千上萬名科學家奮力研究的疲勞問題，在近期終於得到了長足的進步。
斷裂力學揭示了影響材料斷裂的三個因素：應力、裂紋尺寸和材料性質。
斷裂力學應用彈性或彈塑性理論研究材料的斷裂過程。根據裂紋尖端塑性區域的範圍，分為線彈性斷裂力學和彈性斷裂力兩大類，其中線彈性斷裂力學是比較成熟的一部分，脆性材料的斷裂基本上屬於這一領域。
材料的脆性斷裂可分為三種形變方式，即張開型，縱向剪切型（II型）和橫向剪切型，其中I型裂紋是一種最危險的裂紋形式，在實際材料中的裂紋大都屬於I型，因此I型裂紋是我們討論的重點。
岩石的脆性斷裂
岩石從微觀到宏觀都存在大量的裂紋和孔隙，節理和層理也處處可見。岩石的表麵無論多麼光滑，但從原子的角度觀察，仍然會有台階、畦道、紋道、陷坑等表麵缺陷。耐岩石中還存在許多點缺陷、線缺陷、麵缺陷和體缺陷。總之，材料的微觀結構是由上述缺陷組成的。
這些帶有裂紋和孔隙等缺陷的材料，在載荷作用下往往會出現尖端的應力集中，當達到臨界值時，裂紋就會擴展，造成整個試件的破壞。預存裂紋的材料在受到壓縮作用或拉伸作用時，裂紋的反應是不同的，在壓縮狀態下，岩石中的裂紋分布通常是隨機和任意的。在應力作用下裂紋並不都產生同樣的反應。
實驗表明，處於某些方向上的裂紋、在較小應力作用下就可開始擴展。通常將裂紋發生擴展所需最小外力的裂紋方向為臨界方向，這一方向與壓應力的夾角為27。。對臨界方向的裂紋施加壓應力，便會產生許多短裂紋，這些短裂紋沿著整個初始裂麵分布，且垂直於該裂麵。短裂紋幾乎是同時出現於某一應力水平的，裂紋數目隨著應力的增加而增多。應力如果繼續增大，則隻有那些接近初始端部的垂直短裂紋才得以擴展，其擴展長度由主應力之比決定。在此之後，如果再加應力，即使增加到裂紋開始延伸時應力的三倍，也不能造成裂紋的擴展。這也就是說，裂紋擴展到一定長度後，就穩定下來。此外前麵提到的短裂紋在擴展的同時，還可改變自身的延伸方向，使之接近與最大主應力平行的方向。這就是裂紋擴展的穩定階段。由穩定階段向非穩定階段的轉化，是由應力的進一步增加造成的。在裂紋擴展的非穩定階段，除了主裂紋不斷增長外，在其相反方向上還會出現另一組與之對稱的次生裂紋，隨之還會出現分支裂紋，在這兩類裂紋出現和擴展的同時，試件便發生斷裂。當然還會有另外一種情況，那就是在不出現分支裂紋和次生裂紋的情況下，直接由主裂紋導致斷裂。
對於大理石的壓剪斷裂的研究表明，其斷裂的主破裂麵存在三種類型：一是裂紋端部開始的微凸順著剪切方向擴展；二是自裂紋端部由角左右開始改變角度的凹形破壞；三是前兩種情況的混合。
雁行裂紋是天然岩石中經常遇見的裂紋形式，它比單一裂紋的擴展更具有代表性。雁行裂紋體現了裂紋與裂紋之間的相互作用，這種相互作用可分為兩類，一類是兩裂紋間發生垂直或近乎垂直的分支連接。拉應力是造成這種裂紋連接形式的主要原因；另一種連接方式是由剪切應力造成原有兩條裂紋的連接，這種情況主要出現在裂紋與應力之間的夾角較小時。有關雁行裂紋相互連接的情況，由上述分析可知，岩石雖然承受的是壓應力，但岩石內部產生的卻是拉應力或剪應力，裂紋就是在拉應力或剪應力作用下而開始擴展的。下麵討論拉應力作用於岩石時裂紋的擴展機理。
在拉伸應力的作用下，岩石中最危險的裂紋是它的長軸垂直於拉應力的方向。裂紋長軸的端部此時會出現最大應力集中。當應力達到臨界值時，裂紋便從端部開始擴展，隨著裂紋的擴展，裂紋端部的應力集中也增大，這體現了裂紋的不穩定性，擴展將一直進行下去，直到整個試件斷裂為止。與壓應力相比，由拉應力造成的裂紋擴展，並不改變裂紋的形狀，並且由一個臨界方向的裂紋造成試件的斷裂。