岩石物理學

作者：陳顒黃庭芳劉恩儒（編著）

ISBN:978-7-312-02208-1

定價:98.00元

版本:1

裝幀：軟精裝

出版年月:200908

叢書名稱：當代科學技術基礎理論與前沿問題研究叢書：中國科學技術大學校友文庫

岩石是構成地球最基本的材料，研究地球上的諸多現象和過程，都離不開對岩石物理性質的理解和認識。不僅如此，凡是研究涉及有關地球的能源、資源、環境和災害等問題時，也都要求對岩石的物理性質有清楚的認識。本書講述了岩石物理學的基本實驗事實和基礎理論，包括：岩石的變形、岩石中波的傳播和衰減、岩石的彈性、岩石的斷裂、岩石的摩擦、岩石的強度、岩石的輸運特性、岩石的電性和磁性等。

本書分岩石物理基礎、實驗岩石物理學和計算岩石物理學三大部分，各部分相對獨立，對基本概念和基本知識、實驗技術和方法以及數值模擬進行了系統而全面的介紹。書中還附有大量學科發展的歷史資料和趣味性的應用實例，以加框線的形式給出，可自行選擇性地閱讀。本書可供從事地球科學、油氣勘探和開發工程、環境和災害研究等方面的科研人員和教學人員參考，也可作為大學高年級學生和研究生相關專業的教科書。

總序

序

第一篇 岩石物理基礎

第1章

1.1 地球上的岩石和礦物

1.2 岩石的分類

1.3 岩石的特點

1.4 研究岩石物理學的意義

第2章 岩石的變形

2.1 應力

2.2 應變

2.4 岩石的蠕變

2.5 岩石實驗

第3章 岩石中波的傳播和衰減

3.1 岩石中的波

3.2 岩石中波速的測量結果

3.3 岩石中波的衰減

3.4 理論解釋

第4章 岩石的彈性

4.1 二相體的彈性

4.2 流體靜壓下岩石中裂紋對彈性的影響

4.3 流體靜壓力下岩石中孔洞對彈性的影響

4.4 彈性波在二相體岩石中的傳播

第5章 孔隙流體的作用

5.1 流體靜壓力下飽和岩石的彈性表現

5.2 彈性波在飽和岩石中的傳播

5.3 線性多孔彈性力學 (Linear Poroelasticity)

第6章 岩石的斷裂

6.1 差應力作用下岩石的特性

6.2 脆性斷裂（Brittle Fracture）

6.3 岩石斷裂力學

6.4 流體對斷裂的影響

第7章 岩石的摩擦

7.1 摩擦

7.2 岩石的摩擦

7.3 摩擦滑動和岩石變形的穩定性問題

7.4 黏滑（Stick-slip）和穩定滑動

第8章 岩石的強度

8.1 完整岩石的強度

8.2 含裂隙、節理和斷層的岩體強度

8.3 地殼中的（偏）應力狀態

8.4 由岩體強度推斷地殼應力狀態的極限範圍

第9章 岩石的輸運特性2

9.1 達西（Darcy）定律和岩石的滲透率

9.2 滲透率的測量

9.3 岩石的滲透率：岩石組分、孔隙度、壓力和溫度的影響

9.4 流體輸運模型

第10章 岩石的其他特性

10.1 岩石的磁性

10.2 岩石的熱學性質

10.3 岩石的電學性質

第二篇 實驗岩石物理學

第11章 岩石物理學實驗設備

11.1 圍壓容器

11.2 壓機

11.3 岩石樣品

11.4 其他類型實驗

第12章 岩石的變形和靜態彈性常數測量

12.1 變形測量

12.2 應力測量

12.3 應力應變曲線和岩石彈性常數的計算

12.4 岩石其他參數的測量

第13章 聲學方法

13.1 岩石和礦物中彈性波速度的測量

13.2 波在岩石中衰減的測量

13.3 聲發射

第1 4章 光學方法

14.1 光彈實驗

14.2 激光在岩石力學實驗中的應用

14.3 岩石微觀結構的顯微觀測

第三篇 計算岩石物理學

第15章 緒論

15.1 計算岩石物理學的發展

15.2 計算岩石物理學的必要性

15.3 計算岩石物理學中所用的方法

15.4 計算岩石物理學的幾個應用

15.5 計算岩石物理學的前景

15.6 利用地震方法檢測裂隙的理論基礎及其限制

15.7 本篇主要內容

第16章 地震波在裂隙介質中的傳播: 等效介質理論

16.1 介紹

16.2 Hudson裂紋介質模型

16.3 裂隙面位移不連續Ukl的表達式

16.4 含裂隙介質模

16.5 裂隙岩石的各向異性

16.6 Chapman多尺度模型

16.7 有效彈性常數的剛度及柔度表達式

16.8 本章小結

第17章 有限差分法

17.1 有限差分原理簡介

17.2 旋轉交錯網格

17.3 偽譜法

17.4 變網格(Variable-grid)有限差分法

17.5 本章小結

附錄17 A裂隙介質的有效柔度

附錄17 B裂隙尖端的效果

第18章 有限元法

18.1 有限元法簡介

18.2 裂隙介質中彈性波的有限元數值模擬

18.3 緻密和交錯裂隙岩石的有效彈性

18.4 本章小結

附錄18A 彈性波動方程的積分表達形式

第19章 邊界元與邊界積分方程方法

19.1 介紹

19.2 間接邊界元法基本公式

19.3 離散化與邊界元法的實現

19.4 數值應用實例

19.5 模擬裂隙介質的地震響應

19.6 本章小結

附錄19A 直接邊界元與間接邊界元法

附錄19B SH波的格林函數

第20章 離散元與離散粒子方法

20.1 離散元方法簡介

20.2 波動的衰減

20.3 數值實驗

20.4 模擬結果

20.5 本章小結

索引