地壳岩石的力学性能 理论基础与实验方法PDF电子书下载

目录 1

第一篇 岩石力学基础 3

第一章 连续介质力学 3

1.1 应力 3

1.1.1 应力张量 3

1.1.2 主应力与莫尔圆 7

1.1.3 地应力 14

1.1.4 应力单位 16

1.2 应变 18

1.2.1 位移矢量和应变张量 18

1.2.2 线应变、角应变和体积应变 20

1.2.3 应变率 24

1.3 本构关系 25

1.3.1 基本概念 25

1.3.2 弹性 28

1.3.3 岩石典型的本构关系 30

2.1 岩石力学实验方法 35

第二章 岩石力学实验的一些结果 35

2.2 脆性破裂 38

2.2.1 破裂类型与破裂准则 38

2.2.2 库仑破裂准则 41

2…2.3 其他破裂准则 45

2.2.4 应力状态指数 47

2.3 岩石的摩擦 50

2.3.1 摩擦实验 51

2.3.2 拜尔利定律 54

2.3.3 拜尔利定律和库仑准则的比较 59

2.3.4 库仑准则和拜尔利定律应用举例 62

2.4 孔隙压力和有效应力定律 69

2.4.1 孔隙压力Pp 69

2.4.2 有效应力定律 71

2.4.3 渗透率和孔隙流体的流动 73

2.5 岩石的蠕变 81

第三章 地壳中的（偏）应力状态 85

3.1 概述 85

3.1.1 岩石圈和软流圈 85

3.1.2 偏应力的概念 87

3.2.1 测量方法 91

3.2 实地应力测量 91

3.2.2 测量结果 99

3.3 从实验室结果得到的地壳应力状态的范围 104

3.4 测量应力状态的其他方法 112

3.4.1 剪切生热与断层应力状态 113

3.4.2 古应力的测量 116

第四章 破坏前岩石的特性 120

4.1.1 岩石中的孔隙和孔隙度 121

4.1 概述 121

4.1.2 压缩系数β 123

4.2 流体静压下岩石的特性——孔隙弹性力学简介 125

4.2.1 功的互等定理 125

4.2.2 干燥岩石情况—沃尔什公式 127

4.2.3 估计孔隙对有效压缩系数影响的计算方法 129

4.2.4 饱和岩石——排水情况 137

4.2.5 饱和岩石——不排水情况 141

4.3 弹性波在多孔岩石中的传播 144

4.3.1 弹性波速度与岩石有效弹性参数的关系 145

4.3.2 弹性波速度的变化（实验结果） 148

4.3.3 地震的膨胀扩散模式 156

4.4 差应力作用下岩石的特性 157

4.4.1 岩石的膨胀 158

4.4.2 声发射及其他性质 164

第五章 破坏后岩石的特性 166

5.1.1 概述 167

5.1 岩石变形的稳定性问题 167

5.1.2 变形失稳准则 168

5.1.3 岩样本构关系和压机的刚度 171

5.1.4 地震的包体失稳模式 177

5.2 岩石断裂力学 180

5.2.1 断裂力学简介 180

5.2.2 剪切裂纹的滑动弱化模型 186

5.2.3 岩石的剪切断裂能Gc 196

第六章 摩擦和滑动现象 202

6.1.2 摩擦系数μ 203

6.1.1 摩擦滑动问题 203

6.1 摩擦系数μ 203

6.1.3 岩石的摩擦系数 205

6.2 粘滑现象 208

6.2.1 摩擦滑动的两种形式 208

6.2.2 粘滑运动 209

6.2.3 粘滑在地震学中的应用 215

第二篇 岩石力学实验技术 219

第七章 岩石力学实验设备 219

7.1.1 围压容器 220

7.1 围压容器 220

7.1.2 围压的产生 225

7.1.3 轴向应力的产生 227

7.1.4 高温条件的达到 227

7.2 压机 234

7.2.1 刚性压机 235

7.2.2 岩样的刚度 237

7.2.3 （闭环）伺服控制压机 240

7.3 岩石样品 243

7.3.1 对样品的要求 244

7.3.2 制备方法 245

7.3.3 样品的包裹 245

7.4 其他类型实验 246

第八章 岩石的变形和静态弹性常数测量 249

8.1 变形测量 250

8.1.1 机械方法 250

8.1.2 电测法 254

8.1.3 电测法的应用 263

8.2 应力测量 266

8.2.1 载荷传感器 267

8.2.2 围压的测量 269

8.3 应力－应变曲线和岩石弹性常数的计算 270

8.3.1 应力－应变曲线 271

8.3.2 弹性常数的计算 272

8.4 岩石其他参数的测量 275

8.4.1 密度 275

8.4.2 孔隙度 278

8.4.5 岩石中矿物颗粒的平均直径 279

8.4.3 含水量 279

8.4.4 渗透率 279

第九章 声学方法 281

9.1 基础知识 282

9.1.1 弹性波 282

9.1.2 非完全弹性介质中的波 288

9.2 岩石和矿物中弹性波速度的测量 295

9.2.1 共振法 296

9.2.2 脉冲法 298

9.2.3 干涉法 303

9.3 波在岩石中衰减的测量 307

9.3.1 Q值测量的困难 308

9.3.2 频谱振幅比法 309

9.3.3 强迫振动——共振法 312

9.4 声发射 314

9.4.1 声发射 314

9.4.2 声发射测量仪器 316

9.4.3 岩石声发射的一些特点 324

第十章 光学方法 328

10.1 光弹实验 329

10.1.1 物理光学简介 329

10.1.2 应力－光性关系 333

10.1.3 透射光弹实验 334

10.1.4 反射光弹实验 340

10.2 激光在岩石力学实验中的应用 342

10.2.1 激光 342

10.2.2 长度变化的精密测量 345

10.2.3 全息摄影 347

10.2.4 散斑法 351

10.3 岩石微观结构的显微观测 353

10.3.1 显微镜 353

10.3.2 观测试件的制备 358

10.3.3 岩石中应力造成的微裂纹 361

习题 362

习题答案 374

人名对照 379

注释及参考文献 381