裂纹前沿缺陷的尺寸选择：多断裂面相互作用与本征长度尺度

材料失效由裂纹扩展介导，在真实的三维材料中，裂纹通常涉及多个共存的断裂面。多断裂面相互作用会产生人们理解尚浅的离面裂纹结构，例如拉伸断裂表面上的台阶缺陷。当缓慢移动、扭曲的裂纹前沿分裂成由稳定距离$h_{\rm max}$分隔的不连续重叠断裂面时，台阶就会形成。我们在多种脆性水凝胶上的实验表明，$h_{\rm max}$与非线性弹性长度$\Gamma(v)/\mu$和耗散长度$\xi$均呈线性关系。这里，$\Gamma(v)$是测量的裂纹速度$v$相关的断裂能，$\mu$是剪切模量。这些本征长度尺度为从根本上理解导致稳定离面断裂结构形成的三维多裂纹相互作用指明了方向。