岩石的力学性质 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:地质

作者:尤明庆

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2007-8

价格:56.00元

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isbn号码:9787116053830

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• 岩土专业方面必读
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远古的回响：地质变迁中的物质世界 本书简介： 本书《远古的回响：地质变迁中的物质世界》并非一本关于岩石具体力学性能的教科书，而是深入探讨地球深层演化历史、构造运动对地壳物质形态的塑造，以及地质过程如何影响我们所见世界的宏大叙事。它侧重于从时间尺度和空间尺度上理解地壳的动态平衡，揭示地球内部能量如何在漫长岁月中转化为地表可见的地貌与物质分布。 第一部分：地球的深层呼吸——板块构造与地幔动力学 本书的第一部分将读者带回到数十亿年前的地球初始状态，探讨行星形成早期的物质分异过程。我们不再关注单块岩石的应力应变关系，而是将视角放大至整个地球系统。 地幔对流的“引擎”： 深入解析地幔物质的粘滞性、热传导特性及其驱动的对流模式。重点讨论地幔柱的形成机制、俯冲带处的物质循环路径，以及这些深部过程如何为地壳活动提供持续的动力源。我们将探讨不同温度和压力条件下，地幔矿物的相变如何影响对流的效率和形态，从而间接控制板块的运动速度与方向。 板块边缘的“剧场”： 详细描绘三大类板块边界——离散型、汇聚型和转化型边界的全球分布及其地质学意义。对于汇聚型边界，本书着重分析俯冲洋壳在深部经历的脱水作用、变质反应，以及这些反应如何释放出挥发性物质，引发火山活动与深源地震。相比于分析单个岩体的抗压强度，我们更关注俯冲带上地壳物质在数百万年尺度的塑性流动与脆性破裂的宏观表现。 拉张与裂谷的形成： 阐述地壳在受到拉伸应力作用下，如何从延展性变形过渡到脆性断裂形成裂谷系统。分析地幔岩浆上涌与地壳减薄之间的耦合关系，以及由此产生的非对称伸展模式。 第二部分：物质的重生与改造——变质作用与岩浆活动的时空轨迹 本部分将地质时间的标尺拉长，考察地壳物质在极端环境下的化学与物理重组，以及由此产生的矿物组合与岩石编录。 变质岩的“历史记录”： 介绍变质作用的三个核心要素：温度、压力和化学活性流体。本书将变质岩视为记录了特定构造事件的“时间胶囊”。我们不再计算特定片麻岩的某一指标，而是分析区域变质带（如高压低温带、高压高温带）的形成序列，推断区域构造抬升与剥露的速率。例如，通过蓝片岩相到绿片岩相的过渡带，可以重构古俯冲带的深度和演化轨迹。 岩浆房的演化与喷发样式： 探讨岩浆的起源——部分熔融的机制，以及岩浆在上升侵位过程中的结晶分异、同化混染等过程。重点在于解释不同岩浆成分（从超基性到酸性）如何指示其源区特性和上升通道的构造背景。对于火山活动，分析岩浆粘度、气体含量与喷发物沉积模式之间的关系，而非关注火山锥的工程稳定性。 构造应力场与变质岩的定向性： 讨论在区域挤压或伸展背景下，变质矿物（如云母、角闪石）的定向排列（片理、叶理）是如何记录了构造应力场的长期演化。这种宏观定向性是构造应力场在物质集合体上的体现。 第三部分：风化、剥蚀与沉积的循环——地貌的雕刻者 本书的第三部分将目光投向地表，关注由板块构造运动抬升起来的地壳物质，如何受到气候和水圈的侵蚀、搬运和沉积，塑造出现今多样的地貌景观。 河流、冰川与风的“工程”： 深入分析河流侵蚀的溯源侵蚀机制，冰川的刨蚀和拔蚀过程，以及风力搬运的物质分选特性。这些过程的强度与速率，直接与构造抬升的速率和气候带的分布息息相关。我们将比较不同气候带下，风化作用对母岩化学成分的改造程度。 沉积盆地的形成与充填： 阐述沉积盆地（如前缘海、陆间海、裂谷盆地）的形成机制，它们是构造沉降与沉积物堆积共同作用的结果。分析沉积物的物源分析、沉积构造（如交错层、砂纹）如何揭示了搬运路径和古水流方向。 风化壳的化学改造： 考察地表水与大气对岩石的化学风化过程，特别是硅、铝、铁等元素的迁移与富集。这种化学重塑是地球表层物质循环的重要环节，它改变了母岩的原始化学信号，为后续的地质勘探提供了信息。 第四部分：地球的“记忆”——同位素地球化学与年代学 本书的最后一部分回归时间维度，探讨如何通过物质的放射性衰变和同位素分馏来量化地质事件的发生时间。 深部循环的同位素示踪： 阐释稳定同位素（如氧、碳、锶）在岩浆作用、变质作用和流体活动中的分馏规律。例如，俯冲带脱水释放的流体如何改变了洋壳岩石的δ18O值，从而标记出其经历的深部变质过程。 放射性成因测年： 介绍包括U-Pb、Ar-Ar、Sm-Nd等主要的定年方法，以及它们在地质年代序列构建中的应用。重点在于理解不同矿物体系对特定地质事件（如岩浆侵位、变质冷却、热事件）的“记录窗口”，以及如何通过多矿物组合来解析一个构造事件的完整时程。 总结： 《远古的回响：地质变迁中的物质世界》旨在提供一个宏观、动态的地球科学视角，它将地壳视为一个不断循环、改造和演化的复杂系统。本书侧重于理解地球内部能量如何驱动地表形态的塑造，以及物质如何在时间与空间中留下的印记，而非聚焦于分析单个构造单元或岩石样本的特定力学响应。它邀请读者超越日常尺度的观察，体验地球数亿年间的“深层呼吸”。

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我是一名在山区进行水利枢纽前期规划的工程师，对于地下工程的安全性要求达到了近乎苛刻的地步。市面上很多岩石力学书籍，往往偏重于理论推导或过于简化模型，导致实际应用中总是出现“理论计算值与现场表现不符”的尴尬局面。然而，这本《岩石的力学性质》在这方面的平衡做得无可挑剔。它清晰地划分了“岩石”（Rock）和“岩体”（Rock Mass）的概念，并分别给出了相应的评估指标和计算流程。特别是关于“岩体结构面”对整体力学行为的控制作用的讨论，非常具有实战指导意义。书中对常用的经验性分类系统（如RMR和Q值系统）的局限性进行了批判性分析，并提出了基于现代测试数据如何优化这些分类方法的具体步骤。这些内容对于我们进行大型地下洞室的支护设计，确保工程在地震荷载和长期水位变化下的安全，起到了决定性的指导作用。这本书的价值，不在于它告诉了我们什么数据，而在于它教会了我们如何在一个充满不确定性的地质环境中，建立起一套可靠的决策框架。

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读完这本关于岩石力学特性的书，我最大的感受是其在“试验方法论”上的突破性贡献。在过去，我们对于岩石强度的测试往往局限于传统的单轴压缩和巴西劈裂试验，数据往往存在较大的离散性，难以精确反映岩石在真实地应力场下的响应。然而，这本书花了相当大的篇幅去介绍和比较了诸如三轴流变试验、声发射监测技术在岩石破裂前兆识别中的应用。作者对于如何设置合理的围压条件，如何精确控制加载速率，以及如何利用先进的成像技术（比如CT扫描）来可视化岩石内部损伤演化过程，都进行了百科全书式的梳理。这种对实验细节的极致追求，使得书中的结论不再是空泛的理论断言，而是建立在最严苛的科学验证之上的。特别是对于非常规岩石（比如高孔隙率火山岩或富含黏土矿物的页岩），它提供的修正模型和数据处理流程，简直是救命稻草。对我这位长期从事岩土工程数值模拟的学者来说，这些精确的本构参数输入，直接决定了有限元模型的真实性，这本书无疑为我们提供了一套“黄金标准”的实验基准。

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老实说，我一开始对这类“性质”的书籍抱持着一丝疑虑，总觉得无非是各种材料参数的堆砌。但《岩石的力学性质》完全颠覆了我的看法。这本书的魅力在于其宏大的结构和深刻的哲学思考——它似乎在引导读者去思考“岩石究竟是如何‘思考’和‘行动’的”。它没有满足于描述“岩石有多硬”，而是追问“岩石在什么条件下会‘屈服’，又是如何‘选择’它的破坏路径”。从晶体结构层面的位错运动，到宏观断层面的形成，作者用一种近乎诗意的逻辑，串联起了从微观到宏观的整个力学行为链条。这种对“机制”的深层挖掘，尤其体现在对“非线性粘弹性”行为的描述上，它引入了时间域和频率域的分析方法，提供了一个理解岩石在长期载荷下如何“遗忘”过去应力历史的全新视角。这本书的阅读过程，与其说是学习知识，不如说是一种思维方式的重塑，它教会了我如何用更本质的眼光去看待地质材料的内在属性。

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这本《岩石的力学性质》简直就是为我这种常年在野外勘探地质情况的人量身定做的宝典！我记得上次在那个喀斯特地貌区做基建前期调研，光是岩层稳定性分析就折腾了我好几天，手里拿着的那些老旧手册，数据陈旧不说，公式推导也晦涩难懂，简直让人抓耳挠腮。直到我翻开这本书，特别是它对不同类型岩石，比如花岗岩、玄武岩以及沉积岩在不同应力状态下的变形和破坏机制的深入剖析，简直是醍醐灌顶。作者没有停留在理论的空中楼阁，而是用大量的现场案例和实验数据来佐证，特别是关于“岩石蠕变”这一块的描述，细致到连温度、湿度对微裂隙扩展的影响都有详尽的图表展示。我尤其欣赏它在“岩体工程特性”这一章中，将微观尺度的岩石本构关系，巧妙地过渡到宏观尺度的岩体结构稳定性评价，这对于我们实际操作中的边坡支护设计和隧道开挖方案制定，提供了极其坚实和可靠的理论支撑。这本书的行文风格严谨又不失条理，即便是初次接触复杂岩体力学概念的工程人员，也能通过书中的逻辑脉络，逐步建立起对岩石内在行为模式的深刻理解。我敢说，它极大地提升了我处理复杂地质问题的效率和准确性，是工具箱里不可或缺的一员。

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这本书的叙述方式，可以说是兼顾了工程实践的“硬核”与学术研究的“精致”。它最吸引人的地方在于，它并没有将岩石力学视为一个静止的学科，而是将其置于一个动态的、与环境相互作用的系统之中。例如，在讨论水岩相互作用时，它不仅讲解了孔隙水压力对有效应力的影响，还深入探讨了水对岩石矿物胶结的化学侵蚀机制，这种跨学科的视野极大地拓宽了我的认知边界。我特别关注了其中关于“岩石疲劳寿命”的部分，它非常清晰地阐述了低周载荷和高频振动载荷下，岩石材料的耐久性衰减曲线是如何建立的，这对于设计长期服役的地下结构，如核废料处置库或深层油气井套管的稳定性评估至关重要。文字间透露着一股严谨的学术气息，但排版和图示却非常现代化，专业术语的解释也十分到位，即便是需要跨专业查阅的读者也能迅速找到切入点，显示出作者深厚的教学功底和对读者需求的深刻洞察力。

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