岩石断裂力学导论
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资料介绍
岩石断裂力学导论
出版时间：2010年版
丛编项： 中国科大校友文库
内容简介
本专著主要反映断裂力学在地球科学中的应用进展，它涉及震源物理、工程与滑坡，断层与地震等跨尺度的岩石、岩体破裂问题。在基础部分介绍了线弹性断裂力学的基本知识，在专业部分主要阐述了作者在有关的理论和实验研究方面的成果，包括压力之下岩石内部的裂纹剪切破裂，过程区微裂纹的萌生、演化、集结（成核），破裂周围的应力场和位移场，裂纹扩展途径，三维破裂问题等。《岩石断裂力学导论》也简要介绍了有关领域的前沿进展，包括岩石断裂的物理效应（如声发射），如何用地面物理测度来评估断层的活动性，预测失稳破裂的危险性，流体在岩石断裂中的作用，地球深部存在的超临界流体在地震成因方面的作用和地震破裂动力学等。《岩石断裂力学导论》可以作为高等院校有关专业的研究生教学参考和有关研究人员的参考。目录
总序
前言
第1章 弹性力学基础
1.1 应力分析
1.2 应变分析
1.3 弹性变形过程的热力学
1.4 线性弹性
1.5 弹性力学的平面问题
1.6 弹性介质的应力应变曲线
参考文献
第2章 线弹性断裂力学(一)——裂纹周围的应力和位移
2.1 Griffith的能量平衡理论
2.2 柯洛索夫一木斯海里什维里(K-M)应力函数
2.3 威斯特嘎德应力函数
2.4 裂纹周围的应力和位移
参考文献
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
3.1 应力强度因子与断裂韧性
3.2 无限大裂纹体中集中力及集中力偶作用时的K
3.3 其他一些情况下求应力强度因子
3.4 能量释放率及其与应力强度因子间的关系
参考文献
第4章 二维脆性断裂的破裂判据
4.1 引言
4.2 最大周向应力理论
4.3 应变能密度因子理论
4.4 最大能量释放率理论
4.5 最大张应力理论
4.6 讨论
参考文献
第5章 非线性断裂力学
5.1 引言
5.2 微裂纹的演化
5.3 裂纹端部塑性区大小的估算及Irwin修正
5.4 Dugdale(D-M)模型
5.5 BarenbIatt内聚力模型
5.6 裂纹扩展阻力尺和亚临界扩展
5.7 裂纹端部张开位移(CToD)
5.8 J积分
5.9 非线性区尺度
参考文献
第6章 受压裂纹周围的应力和位移
6.1 受压裂纹问题的特殊性
6.2 受压裂纹周围的应力场
6.3 裂纹面上的载荷为非均匀分布
参考文献
第7章 受压裂纹扩展的实验研究
7.1 受单轴压裂纹扩展的实验原理
7.2 单轴压力下的实验研究
7.3 伪三轴压力条件下的断裂实验
7.4 差应力下岩石的体积膨胀
参考文献
第8章 受压裂纹扩展的理论分析
8.1 用非直线内聚带理论拟合破裂扩展途径
8.2 扁椭圆裂纹模型
8.3 利用断裂角实验数据分析非线性区尺度
8.4 利用巴西圆盘试验测定岩石的抗拉强度
参考文献
第9章 三维脆性破裂
9.1 引言
9.2 国内外研究概况
9.3 Ⅱ-Ⅲ复合型裂纹破裂的实验研究
9.4 三维脆性破裂的张应力判据
9.5 三维破裂张应力判据临界K-曲面
9.6 三维脆性破裂群的分形特征
9.7 三维破裂的研究结果在地学中的意义
参考文献
第10章 裂纹系
10.1 引言
10.2 共线裂纹问题的理论解
10.3 共线剪切裂纹破裂的实验研究
10.4 用非直线内聚带理论模拟破裂扩展途径
10.5 其他几何结构的裂纹系实验
参考文献
第11章 微裂纹演化导致岩石破裂成核的实验研究
11.1 微破裂成核理论
11.2 实验方法
11.3 若干典型构造模型的实验观察
11.4 理论分析
参考文献
第12章 岩石的剪切破坏
12.1 引言
12.2 岩石抗剪切破坏强度
12.3 岩石类介质中剪切破坏面形成的机理
12.4 与剪切破坏有关的若干实验研究
12.5 剪切破坏机理
12.6 地壳内部的应力条件
12.7 对地震时剪切破裂的若干参数的估计
参考文献
第13章 用声发射方法研究微破裂演化导致成核
13.1 引言
13.2 完整岩石样品在加载过程中AE定位
13.3 与构造相关的AE定位
13.4 Kaiser效应和Felicity效应
13.5 载荷保持不变时的声发射
13.6 卸载时的声发射
13.7 Kaiser效应和Felicity效应的机理分析
13.8 总结与讨论
参考文献
第14章 预应力作用下脆性破裂的稳定性和止裂
14.1 引言
14.2 脆性破裂的稳定扩展与失稳扩展
14.3 止裂条件与止裂准则
14.4 集中力或力偶
14.5 分布力或力偶
14.6 结论与讨论
参考文献
第15章 流体的作用
15.1 引言
15.2 应力腐蚀
15.3 孔隙率和渗透度
15.4 通过孔隙介质流体的流动
15.5 孔隙压力与有效应力
15.6 水压致裂
15.7 地球深部流体的存在
15.8 超临界流体的作用
15.9 流体在地震与断层活动中的作用
参考文献
第16章 岩石断裂力学在震源物理中的应用
16.1 地震孕育的膨胀模式
16.2 摩擦准则
16.3 地震孕育过程的流变模式
16.4 地震破裂成核(nucleation)的基本含义
……
第17章 岩石损伤导致失稳破坏的地面物理制度
第18章 库仓力能否触发远场地震——兼论库仑力的计算问题
第19章 一种与流体动力作用有关的地震破裂动力学模型
附录
出版时间：2010年版
丛编项： 中国科大校友文库
内容简介
本专著主要反映断裂力学在地球科学中的应用进展，它涉及震源物理、工程与滑坡，断层与地震等跨尺度的岩石、岩体破裂问题。在基础部分介绍了线弹性断裂力学的基本知识，在专业部分主要阐述了作者在有关的理论和实验研究方面的成果，包括压力之下岩石内部的裂纹剪切破裂，过程区微裂纹的萌生、演化、集结（成核），破裂周围的应力场和位移场，裂纹扩展途径，三维破裂问题等。《岩石断裂力学导论》也简要介绍了有关领域的前沿进展，包括岩石断裂的物理效应（如声发射），如何用地面物理测度来评估断层的活动性，预测失稳破裂的危险性，流体在岩石断裂中的作用，地球深部存在的超临界流体在地震成因方面的作用和地震破裂动力学等。《岩石断裂力学导论》可以作为高等院校有关专业的研究生教学参考和有关研究人员的参考。目录
总序
前言
第1章 弹性力学基础
1.1 应力分析
1.2 应变分析
1.3 弹性变形过程的热力学
1.4 线性弹性
1.5 弹性力学的平面问题
1.6 弹性介质的应力应变曲线
参考文献
第2章 线弹性断裂力学(一)——裂纹周围的应力和位移
2.1 Griffith的能量平衡理论
2.2 柯洛索夫一木斯海里什维里(K-M)应力函数
2.3 威斯特嘎德应力函数
2.4 裂纹周围的应力和位移
参考文献
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
3.1 应力强度因子与断裂韧性
3.2 无限大裂纹体中集中力及集中力偶作用时的K
3.3 其他一些情况下求应力强度因子
3.4 能量释放率及其与应力强度因子间的关系
参考文献
第4章 二维脆性断裂的破裂判据
4.1 引言
4.2 最大周向应力理论
4.3 应变能密度因子理论
4.4 最大能量释放率理论
4.5 最大张应力理论
4.6 讨论
参考文献
第5章 非线性断裂力学
5.1 引言
5.2 微裂纹的演化
5.3 裂纹端部塑性区大小的估算及Irwin修正
5.4 Dugdale(D-M)模型
5.5 BarenbIatt内聚力模型
5.6 裂纹扩展阻力尺和亚临界扩展
5.7 裂纹端部张开位移(CToD)
5.8 J积分
5.9 非线性区尺度
参考文献
第6章 受压裂纹周围的应力和位移
6.1 受压裂纹问题的特殊性
6.2 受压裂纹周围的应力场
6.3 裂纹面上的载荷为非均匀分布
参考文献
第7章 受压裂纹扩展的实验研究
7.1 受单轴压裂纹扩展的实验原理
7.2 单轴压力下的实验研究
7.3 伪三轴压力条件下的断裂实验
7.4 差应力下岩石的体积膨胀
参考文献
第8章 受压裂纹扩展的理论分析
8.1 用非直线内聚带理论拟合破裂扩展途径
8.2 扁椭圆裂纹模型
8.3 利用断裂角实验数据分析非线性区尺度
8.4 利用巴西圆盘试验测定岩石的抗拉强度
参考文献
第9章 三维脆性破裂
9.1 引言
9.2 国内外研究概况
9.3 Ⅱ-Ⅲ复合型裂纹破裂的实验研究
9.4 三维脆性破裂的张应力判据
9.5 三维破裂张应力判据临界K-曲面
9.6 三维脆性破裂群的分形特征
9.7 三维破裂的研究结果在地学中的意义
参考文献
第10章 裂纹系
10.1 引言
10.2 共线裂纹问题的理论解
10.3 共线剪切裂纹破裂的实验研究
10.4 用非直线内聚带理论模拟破裂扩展途径
10.5 其他几何结构的裂纹系实验
参考文献
第11章 微裂纹演化导致岩石破裂成核的实验研究
11.1 微破裂成核理论
11.2 实验方法
11.3 若干典型构造模型的实验观察
11.4 理论分析
参考文献
第12章 岩石的剪切破坏
12.1 引言
12.2 岩石抗剪切破坏强度
12.3 岩石类介质中剪切破坏面形成的机理
12.4 与剪切破坏有关的若干实验研究
12.5 剪切破坏机理
12.6 地壳内部的应力条件
12.7 对地震时剪切破裂的若干参数的估计
参考文献
第13章 用声发射方法研究微破裂演化导致成核
13.1 引言
13.2 完整岩石样品在加载过程中AE定位
13.3 与构造相关的AE定位
13.4 Kaiser效应和Felicity效应
13.5 载荷保持不变时的声发射
13.6 卸载时的声发射
13.7 Kaiser效应和Felicity效应的机理分析
13.8 总结与讨论
参考文献
第14章 预应力作用下脆性破裂的稳定性和止裂
14.1 引言
14.2 脆性破裂的稳定扩展与失稳扩展
14.3 止裂条件与止裂准则
14.4 集中力或力偶
14.5 分布力或力偶
14.6 结论与讨论
参考文献
第15章 流体的作用
15.1 引言
15.2 应力腐蚀
15.3 孔隙率和渗透度
15.4 通过孔隙介质流体的流动
15.5 孔隙压力与有效应力
15.6 水压致裂
15.7 地球深部流体的存在
15.8 超临界流体的作用
15.9 流体在地震与断层活动中的作用
参考文献
第16章 岩石断裂力学在震源物理中的应用
16.1 地震孕育的膨胀模式
16.2 摩擦准则
16.3 地震孕育过程的流变模式
16.4 地震破裂成核(nucleation)的基本含义
……
第17章 岩石损伤导致失稳破坏的地面物理制度
第18章 库仓力能否触发远场地震——兼论库仑力的计算问题
第19章 一种与流体动力作用有关的地震破裂动力学模型
附录
