第1章 弹性力学基础 1
1.1 应力分析 1
1.2 应变分析 10
1.3 弹性变形过程的热力学 16
1.4 线性弹性 20
1.5 弹性力学的平面问题 28
1.6 弹性介质的应力应变曲线 38
参考文献 39
第2章 线弹性断裂力学(一)——裂纹周围的应力和位移 41
2.1 Griffith的能量平衡理论 41
2.2 柯洛索夫-木斯海里什维里(K-M)应力函数 43
2.3 威斯特嘎德应力函数 45
2.4 裂纹周围的应力和位移 57
参考文献 74
第3章 线弹性断裂力学(二)——应力强度因子、断裂韧性和能量释放率 75
3.1 应力强度因子与断裂韧性 75
3.2 无限大裂纹体中集中力及集中力偶作用时的K 80
3.3 其他一些情况下求应力强度因子 82
3.4 能量释放率及其与应力强度因子间的关系 89
参考文献 98
第4章 二维脆性断裂的破裂判据 99
4.1 引言 99
4.2 最大周向应力理论 99
4.3 应变能密度因子理论 107
4.4 最大能量释放率理论 112
4.5 最大张应力理论 113
4.6 讨论 114
参考文献 114
第5章 非线性断裂力学 115
5.1 引言 115
5.2 微裂纹的演化 116
5.3 裂纹端部塑性区大小的估算及Irwin修正 121
5.4 Dugdale(D-M)模型 126
5.5 Barenblatt内聚力模型 127
5.6 裂纹扩展阻力R和亚临界扩展 129
5.7 裂纹端部张开位移δ(CTOD) 131
5.8 J积分 133
5.9 非线性区尺度 138
参考文献 142
第6章 受压裂纹周围的应力和位移 144
6.1 受压裂纹问题的特殊性 144
6.2 受压裂纹周围的应力场 145
6.3 裂纹面上的载荷为非均匀分布 150
参考文献 156
第7章 受压裂纹扩展的实验研究 157
7.1 受单轴压裂纹扩展的实验原理 157
7.2 单轴压力下的实验研究 162
7.3 伪三轴压力条件下的断裂实验 168
7.4 差应力下岩石的体积膨胀 173
参考文献 174
第8章 受压裂纹扩展的理论分析 176
8.1 用非直线内聚带理论拟合破裂扩展途径 176
8.2 扁椭圆裂纹模型 179
8.3 利用断裂角实验数据分析非线性区尺度 184
8.4 利用巴西圆盘试验测定岩石的抗拉强度 187
参考文献 193
第9章 三维脆性破裂 195
9.1 引言 195
9.2 国内外研究概况 196
9.3 Ⅱ-Ⅲ复合型裂纹破裂的实验研究 198
9.4 三维脆性破裂的张应力判据 202
9.5 三维破裂张应力判据临界K-曲面 211
9.6 三维脆性破裂群的分形特征 215
9.7 三维破裂的研究结果在地学中的意义 216
参考文献 219
第10章 裂纹系 221
10.1 引言 221
10.2 共线裂纹问题的理论解 221
10.3 共线剪切裂纹破裂的实验研究 229
10.4 用非直线内聚带理论模拟破裂扩展途径 231
10.5 其他几何结构的裂纹系实验 233
参考文献 239
第11章 微裂纹演化导致岩石破裂成核的实验研究 240
11.1 微破裂成核理论 240
11.2 实验方法 242
11.3 若干典型构造模型的实验观察 242
11.4 理论分析 251
参考文献 252
第12章 岩石的剪切破坏 254
12.1 引言 254
12.2 岩石抗剪切破坏强度 256
12.3 岩石类介质中剪切破坏面形成的机理 260
12.4 与剪切破坏有关的若干实验研究 265
12.5 剪切破坏机理 268
12.6 地壳内部的应力条件 272
12.7 对地震时剪切破裂的若干参数的估计 274
参考文献 275
第13章 用声发射方法研究微破裂演化导致成核 278
13.1 引言 278
13.2 完整岩石样品在加载过程中AE定位 279
13.3 与构造相关的AE定位 283
13.4 Kaiser效应和Felicity效应 288
13.5 载荷保持不变时的声发射 291
13.6 卸载时的声发射 292
13.7 Kaiser效应和Felicity效应的机理分析 293
13.8 总结与讨论 296
参考文献 297
第14章 预应力作用下脆性破裂的稳定性和止裂 298
14.1 引言 298
14.2 脆性破裂的稳定扩展与失稳扩展 299
14.3 止裂条件与止裂准则 300
14.4 集中力或力偶 301
14.5 分布力或力偶 307
14.6 结论与讨论 311
参考文献 311
第15章 流体的作用 312
15.1 引言 312
15.2 应力腐蚀 313
15.3 孔隙率和渗透度 314
15.4 通过孔隙介质流体的流动 315
15.5 孔隙压力与有效应力 315
15.6 水压致裂 317
15.7 地球深部流体的存在 318
15.8 超临界流体的作用 320
15.9 流体在地震与断层活动中的作用 324
参考文献 331
第16章 岩石断裂力学在震源物理中的应用 335
16.1 地震孕育的膨胀模式 335
16.2 摩擦准则 338
16.3 地震孕育过程的流变模式 343
16.4 地震破裂成核(nucleation)的基本含义 347
16.5 地震破裂动力学简介 348
参考文献 354
第17章 岩石损伤导致失稳破坏的地面物理测度 358
17.1 引言 358
17.2 损伤理论介绍 359
17.3 细观非均匀性的表征及其统计分布 361
17.4 统计细观损伤力学介绍 361
17.5 CT技术的应用 362
17.6 波速和波速比 364
17.7 形变场测量 367
17.8 声发射序列的能级和数量关系——b值 372
17.9 介质的各向异性 374
17.10 微破裂声发射的频谱分析 380
17.11 岩石中的声波衰减 382
17.12 调制模式与调制比 384
17.13 大地电阻率法和大地电位法 384
17.14 加卸载响应比 386
17.15 讨论 392
参考文献 398
第18章 库仑力能否触发远场地震——兼论库仑力的计算问题 402
18.1 引言 402
18.2 伏尔泰拉错动模型 403
18.3 线弹性断裂力学模型 405
18.4 滑动弱化模式——破裂面上的应力处处给定 409
18.5 库仑力能否触发远场的下一次地震 419
18.6 讨论 420
参考文献 421
第19章 一种与流体动力作用有关的地震破裂动力学模型 423
19.1 引言 423
19.2 导致孔隙压力突然增加的几种原因 425
19.3 导致断层扩展的几种预应力分布情况 427
19.4 “隧道效应”与分形断层破裂速度的测不准原理 432
参考文献 434
附录1 弹性力学的常用公式 436
附录2 无限大平板含扁椭圆孔的问题 447
附录3 本书用到的积分 455
附录4 大规模屈服条件下CTOD公式的推导 459
主要符号表 465
译名对照表 467