岩石物理學

總序
序
第一篇 岩石物理基礎
第1章 岩石
1.1 地球上的岩石和礦物
1.1.1 礦物
1.1.2 岩石
1.1.3 岩石的微構造
1.2 岩石的分類
1.2.1 成岩過程
1.2.2 火成岩
1.2.3 沉積岩
1.2.4 變質岩
1.2.5 成岩旋回(Rockcycle)
1.3 岩石的特點
1.3.1 高壓高溫環境
1.3.2 多孔介質
1.3.3 長期作用
1.3.4 最廣泛應用的材料
1.4 研究岩石物理學的意義
1.4.1 岩石物理學的內容
1.4.2 正演問題和反演問題
1.4.3 岩石物理學的研究方法
習題

第2章 岩石的變形
2.1 應力
2.1.1 力和應力
2.1.2 主應力與莫爾圓
2.1.3 地應力
2.1.4 應力單位
2.2 應變
2.2.1 位移矢量和應變張量
2.2.2 線應變、角應變和體積應變
2.2.3 應變率
2.3 岩石的本構關係
2.3.1 基本概念
2.3.2 彈性
2.3.3 岩石典型的本構關係
2.4 岩石的蠕變
2.5 岩石實驗
2.5.1 岩石樣品
2.5.2 三軸壓縮實驗
習題

第3章 岩石中波的傳播和衰減
3.1 岩石中的波
3.1.1 縱波和橫波
3.1.2 波在兩種介質分界面上的反射與折射
3.1.3 有界介質中波的傳播
3.1.4 岩石中波速的測量
3.2 岩石中波速的測量結果
3.2.1 波速與密度和礦物成分的關係
3.2.2 波速與孔隙和飽和狀態的關係
3.2.3 波速和壓力、溫度的關係
3.2.4 波速比vP／vs
3.3 岩石中波的衰減
3.3.1 衰減係數a和品質因子Q
3.3.2 衰減與頻率的關係
3.3.3 衰減和礦物成分、孔隙度的關係
3.3.4 衰減和壓力的關係
3.4 理論解釋
3.4.1 計算波速的空間平均模型
3.4.2 衰減模型

第4章 岩石的彈性
4.1 二相體的彈性
4.1.1 彈性參數——一般概念
4.1.2 岩石中的孔隙：裂紋和孔洞
4.1.3 岩石、礦物和孔隙流體的彈性參數
4.1.4 有效彈性模量與二相體的概念
4.2 流體靜壓下岩石中裂紋對彈性的影響
4.2.1 裂紋型孔隙的效應
4.2.2 裂紋閉合壓力的計算
4.2.3 裂紋孔隙度的測定
4.3 流體靜壓力下岩石中孔洞對彈性的影響
4.3.1 球形孔洞
4.3.2 顆粒狀(Granular)岩石
4.4 彈性波在二相體岩石中的傳播
4.4.1 彈性波速度與岩石的有效彈性參數
4.4.2 彈性波速度的變化(實驗結果)
習題

第5章 孔隙流體的作用
5.1 流體靜壓力下飽和岩石的彈性表現
5.1.1 飽和岩石——排水情況
5.1.2 飽和岩石——不排水情況
5.2 彈性波在飽和岩石中的傳播
5.2.1 液體飽和對波速的影響
5.3 線性多孔彈性力學(Linear Poroelasticity)
5.3.1 基本概念
5.3.2 不排水情況下的孔隙壓力和彈性模量
5.3.3 有效應力定律

第6章 岩石的斷裂
6.1 差應力作用下岩石的特性
6.1.1 岩石的膨脹
6.1.2 岩石破裂的微結構
6.1.3 聲發射及其他性質
6.2 脆性斷裂(Brittle Fracture)
6.2.1 破裂類型和破裂準則
6.2.2 庫侖破裂準則
6.2.3 應力狀態指數
6.3 岩石斷裂力學
6.3.1 斷裂力學
6.3.2 張開型裂紋的內聚力模型
6.3.3 剪切裂紋的滑動弱化模型
6.3.4 岩石的剪切斷裂能
6.4 流體對斷裂的影響
6.4.1 孔隙壓力PP
6.4.2 有效應力定律
6.4.3 水壓致裂(Hydraulic Fracture)
習題

第7章 岩石的摩擦
7.1 摩擦
7.1.1 滑動面上的凹凸體(Asperity)
7.1.2 黏合理論(Adhesion Theory)
7.2 岩石的摩擦
7.2.1 岩石摩擦實驗
7.2.2 拜爾利(Byerlee)定律
7.2.3 環境因素對摩擦的影響
7.3 摩擦滑動和岩石變形的穩定性問題
7.3.1 失穩準則
7.3.2 岩石的非線性本構關係
7.3.3 加載系統的剛度(stiffness)
7.3.4 失穩條件
7.4 黏滑(Stick-slip)和穩定滑動
7.4.1 摩擦滑動的兩種形式
7.4.2 黏滑
7.4.3 地震和彈簧滑塊模型
習題

第8章 岩石的強度
8.1 完整岩石的強度
8.1.1 岩石強度實驗
8.1.2 強度與圍壓的關係
8.1.3 強度與溫度的關係
……
第二篇 實驗岩石物理學
第三篇 計算岩石物理學
參考文獻
索引