目录 1
第一部分 弯曲 1
第一章 求解地质学中力学问题的方法 1
引言 1
解释物理过程所需要的分析工具 4
力学 4
力矩和力的平衡 5
力 5
牛顿定律 5
应力和应变 6
流变学 7
线性流变模式——弹性、塑性和粘滞性 8
线性流变模式的组合 9
宾汉模式 10
普兰特模式 11
开尔文和马克斯威尔模式 11
高阶流变模式 12
边界条件 13
第一章 引用的参考文献 16
第二章 犹他州的亨利山中的岩盖 18
引言 18
亨利山 19
区域背景 19
吉尔伯特关于理想岩盖的概念 20
吉尔伯特对岩盖规模的力学分析 20
岩盖上面地层的弯曲 23
根据粱和板理论的分析 24
内力和弯矩 25
符号规定 26
弯矩的意义 26
隔离体图 26
承受分布荷载的梁的力和力矩 31
弯矩和弹性构件曲率之间的近似关系 32
岩盖岩浆引起的顶盖层挠曲形式的数学表达式 37
亨利山缺少小岩盖的原因 42
亨利山岩盖尺寸取决于地层位置的解释 43
第二章引用的参考文献 45
第三章 阿巴拉契亚山脉中的褶皱列 46
引言 46
阿巴拉契亚山脉的褶皱 47
问题 48
威利斯关于阿巴拉契亚褶皱的理论分析 49
轴向承载的无约束构件 50
褶皱列形式的数学表达 50
轴向承载的约束构件 56
剪力和初始挠度对屈曲的影响 60
贝利褶皱 60
剪力对弯曲的影响 62
初始倾角对褶皱的影响 68
式验 68
阿巴拉契亚山脉的初始倾角 69
单个初始挠曲 69
扭曲的构件 74
理论解释 76
概括 78
第三章引用的参考文献 79
关于褶皱的其它参考文献 80
第四章 单岩层褶皱 83
引言 83
弹性介质中的单个承压构件的褶皱 85
数学问题的表达公式 85
对褶皱的石英岩脉复查 88
有限厚度的软约束介质的影响 91
层理对地层易弯曲性的影响 94
重力对承压构件的褶皱波长的影响 97
承压岩层的概念 100
肠状褶皱——大挠度 101
形成肠状褶皱的途径 102
弹性线 102
肠状褶皱的实际形状和理论形状之间的关系 106
第四章引用的参考文献 107
第五章 理论基础：应力、应变和弹性常数 109
应力 109
内力 109
应力的概念 109
作为向量的应力 110
不同方向平面上的应力 111
关于九个应力分量的讨论 113
应力的表示 113
应力的符号 114
应变 115
位移和应变 115
应变的概念 116
位移分量和无限小应变 117
移动 117
转动 117
伸长和缩短 118
剪切 118
有限应变 121
应变的叠加 123
弹性常数和应力-应变关系 124
杨氏模量和泊松比 124
法向应力和法向应变之间的关系 125
某些地球物质的杨氏模量和泊松比 125
刚性模量 128
平面应力和平面应变——重要的特殊情况 131
平面应力 131
平面应变 132
粱和板弯曲之间的差别 135
第五章引用的参考文献 136
第六章 犹他州莫阿布附近卡尔梅尔组中褶皱的发展 137
犹他州莫阿布附近的褶皱 137
卡尔梅尔组褶皱时的条件 137
软材料和硬材料互层的比奥屈曲理论 138
岩石序列的理想化 138
多层构造的挠度微分方程 139
理论解释 139
多层构造的弹性常数 143
对假定的评论 146
有刚性边界约束的多层构造的屈曲 148
理论褶皱与卡尔梅尔组褶皱的比较 153
第六章引用的参考文献 154
第七章 理论基础：弹性和粘滞性理论的介绍 155
引言 155
用应力表示的平衡方程 155
二维问题的相容方程 157
弹性体平面应力状态的相容方程 158
弹性体平面应变状态的相容方程 159
艾里应力函数 159
无限厚弹性介质对位于它表面上的岩层褶皱的反作用 161
问题的提出 161
选择应力函数 161
计算任意常数 163
推导位移 164
分布载荷和位移之间的关系 166
有限厚软介质对埋于其中岩层褶皱的反作用 166
问题的提出 166
映象方法 167
确定应力和位移 167
牛顿粘滞性体的流变方程 170
应变率 170
法向应力和法向应变率之间的关系 171
粘滞性系数 171
某些弹性和粘滞性问题解的同一性 173
埋在软粘滞介质中的坚固的粘滞体的褶皱 174
粘滞性构件的弯曲阻力 175
粘滞性介质的阻力 176
褶皱的波长 178
弹性和粘滞性褶皱之间的相似性和差别 181
第七章引用的参考文献 182
褶皱形状 183
第八章 加利福尼亚旧金山弗朗西斯科组燧石和页岩互层的褶皱 183
褶皱期间燧石和页岩的性质 185
形状分析 185
单个塑性层的屈曲 186
屈服 186
屈服强度 187
转枢和直翼的形成 188
塑性失稳 190
粘塑性、伪塑性及非线弹性板条的屈曲 190
弗朗西斯科褶皱的重新研究 194
层状材料中枢线的形成 196
实验室内的折曲带 197
折曲带取向的分析 201
折曲带和同轴褶皱 205
第八章引用的参考文献 207
盆地和山岭断裂期间的条件模式 209
廷伯尔山破火山口附近的断层 209
第二部分 断层，节理和岩脉型式 209
第九章 内华达州廷伯尔山破火山口处的断层图象 209
安德森断裂理论 210
任意平面上的应力 210
二维莫尔圆 212
由安德森理论导出的断层取向 214
廷伯尔山破火山口附近断层图象的分析 217
第九章引用的参考文献 219
弗莱切尔采石场 220
第十章 花岗岩中席状构造的形成 220
席状构造 220
弗莱切尔采石场内席状破裂的特点 221
席状破裂的长度 222
席状破裂的终止 223
岩席的厚度 224
切姆斯福花岗岩中的微破裂 225
席状破裂的成因 227
空洞和裂隙周围的应力集中 229
格里菲斯破裂理论 229
圆孔 230
椭圆孔 231
应变能和表面能 232
弗莱切尔采石场内席状破裂长度的分析 234
初始受应力的弹性体的应力-应变关系 234
席状破裂的深度和长度间的关系 235
张开微裂隙的可能成因 238
地表附近岩席的屈曲 238
弗莱切尔采石场岩席厚度的分析 239
理论说明：脆弹性体内破裂的扩展 241
格里菲斯体 241
拉张 241
压缩 243
第十章引用的参考文献 246
第十一章 科罗拉多州西班牙峰的岩脉型式 247
西班牙峰地区 247
岩脉山放射状岩脉型式的可能成因 248
岩脉山 248
岩株和放射状岩脉群 248
岩脉型式与岩株的理论关系 249
问题简介 249
极坐标中的平衡方程 249
极坐标中的协调方程 250
含有受压孔的无限平板中的应力 252
岩脉山的理论和实际岩脉型式的比较 255
东、西西班牙峰 256
地质背景 256
奥迪法 257
镜像法 258
无限平板中的两个受压圆孔 258
西班牙峰地区理论和实际岩脉型式的比较 259
第十一章引用的参考文献 262
有关破裂，成脉作用，节理和断裂的其他参考文献 262
引言 266
第十二章 泥石流沉积的形成 266
第三部分 冰、熔岩和岩屑的流动 266
泥石流沉积的特征 267
泥石流的运动 269
加利福尼亚赖特伍德泥石流 269
亚利桑那帕克泥石流 273
泥石流、熔岩流和冰川沉积物的相似性 273
鼻的纵剖面形状 274
砂楔实验 274
塑性材料鼻的理论剖面 277
理论和实际鼻的比较 279
第十二章引用的参考文献 282
第十三章 泥石流对砾石和块体的搬运 283
搬运机制 283
塑性体中球的沉降 284
问题的简化 284
应力方程 285
描述刚塑性体平面应变的方程 285
平衡方程 287
刚塑性体内的速度方程 288
刚塑性体的承载能力 290
球的淹没深度和塑性强度的关系 296
考虑到三维条件和塑性体浮力后的修正 296
理论和实验的比较 298
苏波里斯峡谷冲积扇上块体和砾石的搬运 299
有关土力学和塑性理论方面的参考文献 302
第十三章引用的参考文献 302
第十四章 岩屑、冰和熔岩的流变性质 305
河道内的泥石流 305
圆形河道粘度计 306
半圆形河道内宾汉体的流动 306
半圆形河道内高岭土-砂泥浆的速度剖面 309
无限宽河道内流动的速度剖面 310
测定非圆形河道中的泥石流强度和粘度的简化方法 311
加利福尼亚赖特伍德天然泥石流的性质 314
解的含意和实验 316
半圆形河道内牛顿和伪塑性体的速度剖面 318
拟合模式评述 319
夏威夷麦克普希火山口内熔岩的粘度和强度 320
旋转粘度计理论 321
上述解在测量熔岩性质的仪器上的应用 323
玄武熔岩的粘度和强度 324
格伦的冰柱实验 325
加拿大艾伯塔萨斯喀切温冰川的速度和流变性 326
萨斯喀切温冰川 326
冰舌的表面速度 327
冰内的速度 328
冰的流变模式 328
玄武熔岩、冰川的冰及岩屑性质的比较 329
第十四章引用的参考文献 330
第十五章 U型山谷 332
引言 332
纳维-斯托克斯方程 333
矩形河道内牛顿体的流动 333
计算流动的方法 335
泊松和拉普拉斯方程 336
分离变量法 336
镜像法 337
富里叶级数 338
富里叶系数的计算 340
两维宾汉体 341
宾汉体在矩形河道内的流动 341
速度分布 341
剪应力分布 343
停滞区 343
速度分布 346
岩屑在三角形河道中的流动 348
侧向沉积的形成 350
U型冰川谷 352
第十五章引用的参考文献 353
结束语 354