岩石介质流变学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:章根德等

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-1

价格:28.0

装帧:

isbn号码:9787030069610

丛书系列:

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• 岩石力学
• 流变学
• 地质工程
• 地球物理学
• 含水层
• 油气藏
• 地壳动力学
• 数值模拟
• 实验岩石学
• 地下水

《地质力学与工程勘探》 这是一部深入探讨地球岩石体内部力学行为及其在工程实践中应用的学术专著。本书旨在为地质、岩土工程、采矿工程、土木工程以及相关领域的科研人员、工程师和研究生提供一个全面、系统的理论框架和实践指南。 内容概述： 全书共分为七个主要章节，层层递进，从宏观到微观，从理论到应用，力求全面阐释岩石力学的核心概念和最新进展。 第一章：岩石力学的基本概念与研究对象 本章首先界定了岩石力学的研究范畴，阐述了岩石作为一种复杂多相介质的独特性质，包括其宏观力学特征（如弹性、塑性、黏弹性、强度）和微观结构（如矿物组成、孔隙、裂隙、胶结情况）之间的相互关联。详细介绍了描述岩石变形和破坏的基本力学模型，如线弹性模型、莫尔-库仑强度准则等，并对不同地质环境下岩石的力学特性进行了初步的分类和讨论。本章为后续章节的学习奠定了坚实的理论基础，帮助读者理解岩石力学研究的根本出发点和核心问题。 第二章：岩石的变形行为与本构模型 本章聚焦于岩石在不同应力条件下的变形特性。从经典的线弹性理论出发，系统讲解了岩石的泊松比、杨氏模量等弹性参数的测定方法和影响因素。随后，深入探讨了岩石的非线性变形行为，包括塑性变形的产生机制、屈服准则（如Mises准则、 Drucker-Prager准则）及其在岩石力学中的应用。黏弹性是岩石在时间相关载荷作用下的重要响应，本章详细介绍了描述黏弹性的Kelvin-Voigt模型、Maxwell模型以及更复杂的广义黏弹性模型，并讨论了温度、应力历史等因素对黏弹性的影响。此外，还引入了损伤力学概念，解释了岩石在循环加载或特定应力状态下损伤累积导致刚度和强度的退化的过程。本章的重点在于介绍和分析适用于描述岩石复杂变形行为的各种本构模型，为后续的数值模拟和工程分析提供模型支持。 第三章：岩石的强度与破坏准则 岩石的强度和破坏是岩土工程中最关键的力学问题之一。本章将全面梳理岩石强度理论的发展历程，从经典的Mohr-Coulomb准则出发，详细讲解了内摩擦角、黏聚力等参数的物理意义、测定方法及其在不同岩石类型和地质条件下的适用性。在此基础上，本书进一步介绍了更先进的强度准则，如 Hoek-Brown准则，该准则能更好地描述不同围压下岩石强度的变化规律，并考虑了岩石的完整性指数（GSI）的影响。本章还深入探讨了岩石在单轴、三轴、动载等不同加载条件下的破坏模式，包括剪切破坏、拉伸破坏、压碎破坏等。同时，对岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等关键指标的工程测试技术及其数据解释进行了详细阐述。 第四章：岩石中的孔隙流体与多场耦合效应 绝大多数岩石都存在孔隙，并且常常被流体（水、油、气等）充填。本章将重点研究孔隙流体对岩石力学性质的影响，特别是有效应力原理在多孔介质中的应用，如Terzaghi理论及其在饱和或部分饱和岩石中的推广。详细分析了孔隙压力、渗透率、孔隙度等参数如何影响岩石的强度、变形和破坏。本书还将深入探讨岩石在流体作用下的各种耦合现象，如固结（consolidation）、渗流（seepage）、水化（hydration）、溶解（dissolution）等。尤其关注岩土工程中常见的渗流破坏（如管涌、流砂）以及孔隙压力变化对边坡稳定、隧道围岩支护等工程安全的影响。本章强调了理解和定量分析流体-岩石相互作用在复杂工程问题中的重要性。 第五章：岩石在工程中的应力与变形分析 本章将理论知识与工程实践紧密结合，系统阐述岩石在各类工程环境下的应力分布和变形响应。内容涵盖了地下工程（如隧道、采矿硐室）的围岩应力分析，讨论了不同开挖方法（如钻爆法、TBM法）对围岩应力场和变形的影响，并介绍了常用的围岩稳定评价方法。对于边坡工程，本书详细分析了边坡失稳的力学机理，包括滑坡、崩塌等，并探讨了不同边坡形态、地层结构以及降雨、地震等外部因素对边坡稳定性的影响。此外，本章还涉及了桩基、坝基等基础工程中岩石承载能力和变形特性的分析。本章重点介绍如何应用前述的岩石力学理论和本构模型，借助解析方法和数值模拟技术（如有限元法、有限差分法、离散元法）来预测和评估岩石体在工程荷载作用下的应力场、应变场和位移场。 第六章：岩石的动力学行为与地震效应 随着对地震等动力灾害认识的深入，研究岩石的动力学行为在工程抗震设计中变得至关重要。本章将介绍岩石在动态荷载作用下的响应，包括波传播的原理、动弹性模量、阻尼比等参数的测定和影响因素。详细分析了地震波的传播机制、岩石的动力强度以及地震荷载下的岩石破坏模式，如动应力、动应变。本章还将探讨场地土（岩）的动力特性分析，如动剪切模量、阻尼比随应变幅值变化的规律，以及其对地震动放大的影响。最后，本书讨论了岩石在地震作用下的稳定性评估，包括边坡的地震动力稳定性分析、地下结构的抗震设计原则等。 第七章：现代岩石力学测试技术与数值模拟方法 本章旨在介绍当前岩石力学领域最前沿的实验测试技术和数值模拟方法，为读者提供解决实际工程问题的工具和思路。在测试技术方面，将介绍常规的单轴、三轴压缩试验、直剪试验、渗透试验，并重点介绍先进的声发射（AE）技术、数字图像相关（DIC）技术、CT扫描技术等，这些技术能够更精细地监测岩石变形、破坏过程以及内部损伤演化。在数值模拟方法方面，将深入讲解有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、离散元法（DEM）在岩石力学问题中的应用，包括模型的建立、单元选择、边界条件设定、本构模型耦合等关键步骤。同时，还将简要介绍基于这些方法的商业化软件（如FLAC, UDEC, ANSYS, ABAQUS）的使用技巧和案例分析。本章强调了实验数据与数值模拟结果的相互验证和协同作用，以期获得更准确、可靠的工程分析结果。 本书特色： 系统性强： 理论体系完整，逻辑清晰，从基础概念到高级应用，覆盖岩石力学的主要研究方向。 内容前沿： Incorporates 最新研究成果和工程实践经验，关注多场耦合、动力学行为等前沿领域。 注重实践： 强调理论与实践的结合，通过丰富的工程案例分析，帮助读者解决实际工程问题。 工具性高： 详细介绍测试技术和数值模拟方法，为读者提供解决复杂岩石力学问题的有力工具。 可读性好： 语言表述严谨而不失生动，图表丰富，便于理解和学习。 适用人群： 本书适合高等院校相关专业的研究生、本科生，以及从事地质勘探、土木工程、采矿工程、水利工程、石油工程、隧道工程、地下空间开发等领域的工程师、技术人员和科研工作者阅读。

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说句老实话，我接触过不少关于岩体力学的书籍，但大多都集中在静力学或者破坏的瞬间行为上，很少有能像《岩石介质流变学》这样，将“时间”这个变量提升到如此核心的地位。这本书读起来像是在欣赏一部精心编排的交响乐，每一个乐章（章节）都承接紧密，层层推进，从微观结构的不均匀性如何宏观地表现为介质的粘滞性，到如何利用这些特性来设计更可靠的地下结构。书中对蠕变试验方法的介绍非常详尽，不仅涵盖了常规的三阶蠕变模型，还介绍了一些新兴的、考虑了微裂纹萌生和汇聚的损伤流变模型，这对我们实验室的测试工作提供了极大的指导价值。最让我感到惊喜的是，作者没有停留在理论层面，而是用很大篇幅讨论了流变学在油气田三次采油中的应用，特别是如何利用岩石的粘塑性变形来控制储层渗透率和提高原油采收率。这充分体现了这本书的实用性和跨学科视野。这本书对公式的推导清晰明了，即便是复杂的非线性方程组，通过作者的引导，也能逐步理解其物理意义，而不是仅仅停留在数学形式上。

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这本《岩石介质流变学》的书简直是为我这种常年跟地下工程打交道的人量身定制的。说实话，刚拿到手的时候，我还有点担心内容会过于晦涩难懂，毕竟岩土力学和流变学本就是两个硬骨头。但翻开目录后，我就被深深吸引住了。作者显然在如何将复杂的理论模型与实际工程问题相结合上下了很大功夫。特别是关于地层蠕变和应力松弛的章节，讲解得非常透彻，不再是那种干巴巴的数学公式堆砌，而是配有大量实际案例分析，比如深基坑开挖过程中周边岩体的长期变形预测，还有隧道衬砌结构在复杂地质条件下的应力演化过程。书中对不同尺度下岩石介质的宏观、介观乃至微观流变行为的探讨，构建了一个非常严谨而又实用的分析框架。让我印象特别深刻的是，作者没有回避目前行业内的一些争议点，比如如何准确率定粘塑性模型的参数，他甚至详细对比了不同流变模型在模拟地震液化效应时的优劣。这使得这本书不仅是理论参考，更是指导我们工程实践的宝典。读完第一部分，我就忍不住在手边的工作日志上记下了几个可以立即应用到手头项目的改进思路。这绝对是岩土工程领域近期少有的佳作，值得所有相关领域的工程师和研究人员仔细研读。

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拿到这本《岩石介质流变学》后，我立刻被它那种学术的厚重感和前沿性所震撼。这本书的结构安排极其精妙，它不像很多教科书那样只是平铺直叙地介绍知识点，而是采用了问题导向型的叙事结构。开篇就抛出了在非常规油气开采、深层地质处置等领域中，岩石介质长期低应力作用下的非线性响应难题，一下子抓住了读者的注意力。然后，作者层层递进，从基础的粘弹性本构理论出发，逐步过渡到更为复杂的粘塑性、黏土矿物水化效应以及高温高压下的岩石动态特性。最让我眼前一亮的是，书中对数值模拟方法的介绍，它不仅提到了有限元法的应用，还深入探讨了离散元法（DEM）和光滑粒子流体动力学（SPH）在模拟岩石介质中裂隙扩展和流体渗流耦合问题时的优势与局限。书中对耦合问题的处理非常到位，例如，如何将热、力、水等多场耦合效应纳入流变学框架，这对于理解地球深部过程至关重要。整体而言，这本书的学术视野非常开阔，内容深度足以满足博士生的研究需求，同时兼顾了专业工程师对实际应用模型的掌握，是一部兼具理论深度与工程广度的精品之作。

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这本书的装帧和排版也值得称赞，在厚重的学术书籍中，这种清晰易读的版式非常难得。我作为一个侧重于地球物理勘探和地球动力学交叉领域的学者，原本以为《岩石介质流变学》的内容对我来说会有些偏门，但阅读后发现其内涵的丰富性远超我的预期。书中关于岩石在构造应力场下，经历的慢速变形和应力松弛过程的讨论，完美地衔接了地质构造学和岩石力学的研究空白。特别是在讨论深部地壳的流变结构时，作者巧妙地引入了扩散蠕变和位错蠕变等概念，并将这些机制与地震活动的周期性联系起来，为理解大地震的孕育机制提供了流变学层面的解释框架。这使得本书的受众群体得以拓展到地球物理学家和构造地质学家。全书论证逻辑严密，数据支撑充分，参考文献的引用也极具代表性，涵盖了从经典研究到最新的前沿进展。读罢此书，我对岩石介质在长时间尺度下的形变响应有了更全面、更具动态性的认识，极大地拓宽了我的研究思路，确实是一部令人受益匪浅的专业著作。

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我向来对那些喜欢在文献综述部分大肆堆砌引文的书籍感到厌烦，但《岩石介质流变学》在这方面处理得非常高明。它不是简单地罗列前人的研究成果，而是对现有理论进行了批判性吸收和整合，最终形成了一套具有鲜明作者个人烙印的分析体系。这本书的行文风格极其严谨，用词精准，几乎找不到任何可以商榷的模糊表述。尤其是在描述岩石蠕变过程中的瞬时响应和时间依赖性响应时，作者对不同时间尺度下物理机制的区分，让我对传统的工程粘弹性模型有了全新的认识。我尤其喜欢它对“松弛时间谱”的深入探讨，书中通过大量的实验数据拟合，揭示了不同岩性（如砂岩、花岗岩与页岩）在相同应力水平下，其松弛时间和应力敏感性的显著差异。此外，书中关于岩石介质中孔隙水压力与有效应力状态对流变行为影响的论述，为我们在进行边坡稳定性或地下水库建设中的长期风险评估提供了坚实的理论支撑。这本书的价值在于，它提供了一种全新的视角，将岩石的力学行为置于时间维度进行审视，是研究地下工程长期稳定性的必备参考书。

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