位错理论及其在大地变形研究中的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 位错理论发展简介 1

1.2 位错理论在地学中应用现状 4

1.2.1 中国位错理论研究进展 5

1.2.2 非均匀位错的分布特征 5

第2章 位错的弹性力学基础 7

2.1 弹性理论的基本假设 7

2.2 弹性变形的基本概念 8

2.2.1 外力 8

2.2.2 应力 9

2.2.3 应变 10

2.2.4 位移 10

2.3 弹性理论的基本方程 11

2.3.1 平衡微分方程——应力和体力的关系 11

2.3.2 几何方程——应变与位移的关系 12

2.3.3 物理方程——应力和应变的本构关系 15

2.4 地壳的弹性变形 16

2.4.1 具有一个弹性对称面的材料 16

2.4.2 各向同性面与横向各向同性弹性材料 17

2.4.3 完全弹性对称与各向同性弹性材料 18

第3章 晶体位错的微观和宏观描述 21

3.1 晶体位错理论 21

3.1.1 刃型位错和螺型位错 21

3.1.2 晶体缺陷和Burgers矢量 27

3.2 位错理论的断裂力学描述 36

3.2.1 裂纹的分类 36

3.2.2 裂纹对材料强度的影响 38

3.3 位错理论的地学描述 41

3.3.1 各向同性无限介质中的静力弹性位错 41

3.3.2 无限介质中的沃尔特拉位错 47

3.3.3 半无限各向同性介质中的静力弹性位错 51

3.3.4 断层产生的形变场 59

第4章 几种简单的位错理论模型 61

4.1 点源位错理论 62

4.1.1 点源位错引起的位移 62

4.1.2 点源位错引起的应变 63

4.2 矩形位错理论 64

4.2.1 矩形位错引起的位移 64

4.2.2 矩形位错引起的应变 67

4.2.3 位错引起的内部形变 68

4.3 地壳水平及垂直运动的负位错模型 70

4.4 断层活动与地表变形及重力变化的关系 71

4.5 位错理论模型的进一步发展 81

第5章 区域形变测量 83

5.1 区域形变测量简介 83

5.1.1 区域形变测量的任务 83

5.1.2 基于常规大地测量手段的区域形变测量 84

5.2 近场形变测量 90

5.2.1 跨断层大地形变测量 91

5.2.2 定点断层形变测量 95

5.3 地壳形变监测的空间观测技术 106

5.3.1 全球卫星定位系统 106

5.3.2 D-InSAR 121

5.3.3 卫星重力测量 138

5.3.4 卫星激光测距 145

5.3.5 VLBI 152

5.3.6 三维激光扫描 154

第6章 大地测量反演理论和方法 157

6.1 大地测量反演的基本理论 157

6.2 反演方法的进展 158

6.3 大地测量反演算法的研究 159

6.3.1 最小二乘法 160

6.3.2 遗传算法的原理和方法 161

6.3.3 蚁群算法 162

6.3.4 粒子群算法 165

6.3.5 蒙特卡洛算法 165

6.3.6 模拟退火算法 166

第7章 位错理论在正演变形研究中的应用 170

7.1 青藏高原东北缘水平变形的模拟 170

7.2 青藏高原东北缘断层活动引起的地壳变形与重力场变化研究 173

7.2.1 局部断层活动变形引起的重力变化理论模型 174

7.2.2 断层活动引起地面重力变化的位错模型模拟计算 175

7.3 位错理论在西安地面沉降模拟中的应用研究 178

7.4 位错模型在火山形变中的数值模拟研究 181

7.4.1 理论模型 182

7.4.2 火山引起的三维形变场数值模拟结果分析 182

第8章 位错理论在反演问题研究中的应用 185

8.1 祁连山断裂的GPS数据最小二乘法反演研究 185

8.1.1 GPS观测资料分析 185

8.1.2 GPS数据对祁连山断裂的最小二乘法三维运动反演 186

8.2 龙门山断裂的遗传算法反演 188

8.2.1 龙门山断裂 188

8.2.2 龙门山断裂反演 189

8.3 祁连山断裂的GPS、重力数据蚁群算法反演研究 192

8.3.1 研究区域的地质背景及观测资料 192

8.3.2 蚁群算法在单一数据反演中的应用 193

8.3.3 多种数据的蚁群算法反演 199

8.4 汾渭盆地地裂活动的粒子群算法反演 204

8.4.1 汾渭盆地 204

8.4.2 渭河盆地主要断层运动模型的粒子群算法反演分析 205

参考文献 207