Faulting in Brittle Rocks pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Georg Mandl

出品人:

页数:444

译者:

出版时间:2000-02-03

价格:USD 141.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540664369

丛书系列:

图书标签:

断层力学
脆性岩石
岩石力学
地质力学
断裂
应力
应变
地壳变形
构造地质
岩石物理

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具体描述

The book presents an introduction to the mechanical genesis of tectonic faults in the brittle crust of the Earth. In the first chapters mechanical concepts of rock (such as brittleness, stresses in a discontinuum, effective stress, buoyancy, poro-thermo-elasticiy, fracture modes and the corresponding failure and slip conditions) are discussed. The book focuses on the critical re-assessment of Coulomb-Mohr's theory of sliding deformation in rocks. The book concludes with a discourse on similarity and self-similarity of fault structures and a critical examination of the feasibility of scaled model experiments. Mathematical formalism is restricted to a minimum and is replaced, wherever possible, by the extremely useful graphic method of Mohr's stress circle which is introduced in a separate chapter. The book includes illustrative geological and geotechnical examples.

《断层：脆性岩石中的力学揭示》本书是一本深入探讨脆性岩石断层形成、演化及相关力学现象的专著。断层作为地壳内部最普遍且影响最深远的构造形迹之一，其孕育与发展不仅是地震活动、地热资源分布、地下水运移的关键驱动力，更对石油天然气储层、矿产资源的形成与富集，乃至工程建设的稳定性均有着至关重要的影响。本书旨在为地质学、地球物理学、岩石力学、工程地质学等领域的研究人员、工程师及高等院校师生提供一个系统、详实的理论框架和实践参考。全书共分为十二章，从基础理论出发，循序渐进地展开对脆性岩石断层的多维度剖析。第一章绪论本章首先界定脆性岩石的定义及其在地质体中的普遍性，阐述断层在地壳运动和资源勘探中的核心地位。通过梳理断层研究的历史脉络和当前的研究热点，为后续章节的学习奠定宏观认识基础。同时，简要介绍本书的结构和研究方法，引导读者进入断层研究的宏大视野。第二章脆性岩石的力学性质本章聚焦脆性岩石的本构关系和破坏模式。深入探讨围压、温度、孔隙流体压力、应变速率等多种因素对岩石力学行为的影响，重点分析脆性岩石在不同加载条件下的强度、刚度及其随之变化的变形特性。通过大量实验数据和理论模型，揭示脆性岩石由弹性变形向塑性变形、直至脆性破裂的复杂过程，为理解断层形成机制提供微观力学基础。第三章断层的基本类型与几何学本章系统梳理了不同断层的分类原则，包括断层面的倾角、断层活动类型（正断层、逆断层、走滑断层）等。详细介绍断层面的几何形态（平面、曲面）、断层带的结构特征（断层核、断层翼）、断层活动产生的地层变形（断距、净距、倾角变化）等。通过经典的断层几何学模型和构造图解，帮助读者准确识别和描述断层的空间展布。第四章断层形成的力学机制本章深入探讨导致脆性岩石发生断层的内在力学驱动。详细阐述应力集中、岩石强度、岩石劣化、孔隙流体压力变化等因素在断层萌生和发展中的作用。重点分析不同应力状态下（单轴、三轴、剪切）脆性岩石的拉伸破裂、剪切破裂机制，并引入断裂力学基本概念，探讨裂纹的萌生、扩展及失稳过程。第五章断层带的物质组成与结构本章着重考察断层带内部的物质变化和结构演化。介绍断层活动过程中岩石所经历的碎裂、研磨、充填、交代等过程，形成不同形态的断层物质，如断层泥、断层角砾岩、碎裂岩等。详细分析这些物质的物理力学性质如何影响断层带的渗透性、强度和流体输运能力，以及它们在指示断层活动历史和规模中的作用。第六章断层的演化与多期活动本章将断层的形成视为一个动态演化的过程。探讨断层在长期地质作用下，如何经历萌生、扩展、愈合、再活动等多个阶段。分析不同地质时期、不同构造应力场作用下，同一断层可能表现出的多期不同性质的活动。通过对典型构造实例的解译，阐明断层演化规律对区域构造格局形成的影响。第七章断层与地震活动本章是连接岩石力学与地震学的重要桥梁。深入探讨脆性岩石断层与地震震源过程的内在联系。详细阐述断层带的摩擦性质、弹性回跳理论、地震能量的积聚与释放机制。分析断层类型、断层几何参数、岩石性质等对地震孕育、发生及传播的影响。并通过地震学观测资料，验证断层活动与地震活动的关系。第八章断层带的流体运移与圈闭效应本章聚焦断层对地下流体（地下水、油气、热液）运移的影响。分析断层带作为高渗透通道或低渗透隔挡带的双重性质，及其对地下水化学、油气藏形成与分布、地热资源禀赋的关键控制作用。通过流体力学模型和数值模拟，定量评估断层带的渗透率变化和流体流动规律，解释断层在圈闭形成中的机制。第九章工程场地中的断层稳定性分析本章将理论研究应用于实际工程。探讨断层在各类工程建设（如大坝、隧道、桥梁、核电站）场地中的潜在风险。分析断层活动可能引发的边坡失稳、建筑物变形、地表沉降等问题。介绍进行断层稳定性评估的方法，包括现场调查、室内试验、数值模拟等，并提出相应的工程对策和加固措施。第十章断层在资源勘探中的意义本章强调断层在能源与矿产资源勘探中的重要作用。详细阐述断层如何作为油气运移通道、圈闭边界，以及控制矿产流体来源和富集。通过对典型矿床和油气藏的分析，阐释断层与地质体之间的动力学联系，为提高资源勘探的成功率提供理论指导和实践经验。第十一章断层研究的现代技术手段本章介绍当前断层研究中常用的先进技术。涵盖地震勘探、测井、地质雷达、遥感影像解译、GPS/GNSS监测、微地震监测、同位素示踪等技术。说明这些技术如何帮助我们更精确地识别、定位、监测断层，并研究其活动历史、力学性质以及流体运移规律。第十二章结论与展望本章对全书内容进行总结，回顾断层研究的进展和挑战。展望未来断层研究可能的发展方向，例如结合人工智能、大数据分析，深入探索断层活动的预测与模拟，以及对更复杂断层体系（如逆冲推覆体系、深部断层）的研究。强调多学科交叉融合在解决断层相关科学与工程问题中的重要性。本书的写作风格力求严谨、清晰，结合理论阐述与实例分析，旨在使读者能够全面、深入地理解脆性岩石中的断层现象，并能将其知识应用于实际工作中。