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本书主要论述断裂力学的基础理论及其在岩土工程与地球科学中的应用,涉及岩土工程安全、震源物理、矿山地震等跨尺度的岩体破裂问题．基础理论部分包括线弹性断裂力学、非线性断裂力学,断裂力学参数和破裂物理判据,侧重于压力之下岩石内部的微裂纹的萌生、演化、集结(成核),破裂周围的应力场和位移场,破裂扩展途径,断层的剪切破坏,三维脆性破裂问题以及地震破裂在地表的出露等．延拓与应用部分主要包括岩石断裂的物理要素、物理效应及其地面物理测度．物理要素首先是应力条件,其次是流体的参与,再次是破裂面的滑动弱化或速率强化．这些要素不仅决定破裂的起始,还决定着破裂的停止．破裂的物理效应主要探讨声学现象,包括声发射(地震活动性)、波速变化、波速各向异性、低频辐射等．地面物理测度主要讨论上述物理效应在地面的可测问题,以声学现象为主．本书引进了模拟实验的相似性理论,以论证岩石破裂实验怎样设计才能满足向大尺度外推的条件,对数值模拟也作了一定的介绍．

前言

主要符号表

外国人名译名对照表

第1章 绪论

1.1 岩石断裂力学的内容和意义

1.2 岩石结构的不均匀性和力学特征

1.3 岩石的全应力-应变曲线

1.4 岩石破坏的类型

1.4.1 纵向破裂

1.4.2 剪切破坏

1.4.3 拉伸破裂

1.5 地壳中的断层

第2章 线弹性断裂力学

2.1 格里菲斯理论和断裂力学的发展

2.2 克罗索夫一穆斯海里什维里应力函数

2.2.1 裂纹的三种基本类型

2.2.2 克罗索夫-穆斯海里什维里函数

2.2.3 Ⅰ型裂纹的K-M应力函数

2.2.4 Ⅱ型裂纹的K-M应力函数

2.3 威斯特嘎德应力函数——Ⅰ型裂纹

2.3.1 威斯特嘎德应力函数

2.3.2 含工型裂纹无限大板的应力分布

2.3.3 Ⅰ型裂纹的威斯特嘎德函数与K-M应力函数的换算关系

2.3.4 含工型裂纹无限大板的位移场

2.3.5 Ⅰ型裂纹周围应力和位移的辐角式

2.3.6 Ⅰ型裂纹面上的位移

2.3.7 Ⅰ型裂纹周围应力分布的全场图

2.3.8 Ⅰ型裂纹端部的应力与位移

2.4 威斯特嘎德应力函数——Ⅱ型裂纹

2.4.1 无限大板含中心Ⅱ型裂纹的威斯特嘎德应力函数

2.4.2 Ⅱ型裂纹的威斯特嘎德函数与K-M应力函数的关系

2.4.3 Ⅱ型裂纹周围应力和位移的辐角式

2.4.4 Ⅱ型裂纹面上的位移

2.4.5 Ⅱ型裂纹周围的应力全场分布图形

2.4.6 Ⅱ型裂纹端部的应力与位移

2.5 威斯特嘎德应力函数——Ⅲ型裂纹

2.5.1 无限大板含中心Ⅲ型裂纹的威斯特嘎德应力函数

2.5.2 Ⅲ型裂纹周围全场应力和位移的辐角式

2.5.3 Ⅲ型裂纹面上的位移

2.5.4 受远场剪切力Ⅲ型裂纹周围全场应力分布图形

2.5.5 Ⅲ型裂纹端部附近的应力和位移

2.6 破裂周围应力的近场式与全场式的关系

第3章 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

3.1.1 应力强度因子的基本概念

3.1.2 断裂韧性

3.1.3 应力强度因子的计算

3.2 无限大裂纹体中集中力及集中力偶作用时的应力强度因子

3.2.1 集中力

3.2.2 集中力及集中力偶作用时的应力强度因子

3.3 其他一些情况下求应力强度因子

3.3.1 集中力作用于裂纹上表面

3.3.2 相等的集中力作用于裂纹上下表面的对应点上

3.3.3 裂纹面上作用一对集中力的威斯特嘎德函数

3.3.4 裂纹面上作用对称于x、y轴的集中力

3.3.5 裂纹面上作用对称于x、y轴的分布载荷

3.3.6 裂纹面上受对称于x轴的任意分布载荷的作用

3.3.7 裂纹面上的载荷对于x对称，但对于y反轴对称分布

3.3.8 有限宽板中心裂纹受无限远分布载荷的作用

3.3.9 有限宽板中边缘裂纹受无限远分布载荷的作用

3.3.10 有限宽板中心裂纹受有限远对称于x轴点载荷的作用

3.3.11 应用叠加原理求K的例子

3.3.12 无限大弹性体中有一圆盘形裂纹，无限远处在垂直于裂纹面的方向上作用均匀拉应力

……

第4章 脆性断裂的判据与相似性定理

第5章 非线性断裂力学

第6章 扁椭圆裂纹模式

第7章 受压裂纹周围的应力场

第8章 受压裂纹扩展的实验研究

第9章 共线裂纹系的理论与实验研究

0章 裂纹系的数值模拟与实验研究

1章 三维脆性破裂

2章 岩石的剪切破坏

3章 不同距离力源作用下脆性破裂的稳定性和止裂

4章 用声学方法研究岩石的破裂

5章 流体的作用

6章 具有滑力弱化断层的库伦应力变化

7章 岩石断裂力学在震源物理中的应用

参考文献

附录

索引

彩图 3.3 其他一些情况下求应力强度因子

3.3.1 集中力作用于裂纹上表面

3.3.2 相等的集中力作用于裂纹上下表面的对应点上

3.3.3 裂纹面上作用一对集中力的威斯特嘎德函数

3.3.4 裂纹面上作用对称于x、y轴的集中力

3.3.5 裂纹面上作用对称于x、y轴的分布载荷

3.3.6 裂纹面上受对称于x轴的任意分布载荷的作用

3.3.7 裂纹面上的载荷对于x对称，但对于y反轴对称分布

3.3.8 有限宽板中心裂纹受无限远分布载荷的作用

3.3.9 有限宽板中边缘裂纹受无限远分布载荷的作用

3.3.10 有限宽板中心裂纹受有限远对称于x轴点载荷的作用

3.3.11 应用叠加原理求K的例子

3.3.12 无限大弹性体中有一圆盘形裂纹，无限远处在垂直于裂纹面的方向上作用均匀拉应力

……

第4章 脆性断裂的判据与相似性定理

第5章 非线性断裂力学

第6章 扁椭圆裂纹模式

第7章 受压裂纹周围的应力场

第8章 受压裂纹扩展的实验研究

第9章 共线裂纹系的理论与实验研究

0章 裂纹系的数值模拟与实验研究

1章 三维脆性破裂

2章 岩石的剪切破坏

3章 不同距离力源作用下脆性破裂的稳定性和止裂

4章 用声学方法研究岩石的破裂

5章 流体的作用

6章 具有滑力弱化断层的库伦应力变化

7章 岩石断裂力学在震源物理中的应用

参考文献

附录

索引

彩图

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