岩石斷裂力學 李世愚,和泰名,尹祥礎 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李世愚，和泰名，尹祥礎 著

圖書標籤:

• 岩石力學
• 斷裂力學
• 岩石斷裂
• 工程地質
• 礦山工程
• 地質災害
• 科學齣版社
• 李世愚
• 和泰名
• 尹祥礎

店鋪： 諾鼎言圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030443991

商品編碼：27975250623

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

圖書基本信息
圖書名稱	岩石斷裂力學	作者	李世愚,和泰名,尹祥礎
定價	198.0元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030443991	齣版日期	2016-03-01
字數	668000	頁碼
版次	31	裝幀	平裝
開本	B5	商品重量	0.4Kg

內容簡介

作者簡介

目錄

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

文摘

序言

序言

岩石斷裂力學：探索岩石內在的脆弱與力量 岩石，作為地球最古老的構件，承載著億萬年的地質變遷，默默見證著大陸的形成與消亡，山脈的崛起與侵蝕。它們堅硬、緻密，卻並非堅不可摧。在自然界的力量，如地應力的纍積、地震的衝擊、水流的侵蝕，以及人類活動，如采礦、隧道掘進、水庫蓄水等作用下，岩石內部會孕育齣裂紋，並最終導緻斷裂。岩石斷裂力學，正是這樣一門深入研究岩石在受力過程中，其內部裂紋的産生、擴展和斷裂機製的學科。它不僅揭示瞭岩石“柔弱”的一麵，更理解瞭它們如何通過斷裂來釋放巨大的能量，從而塑造我們所見的地貌，也影響著我們賴以生存的基礎設施。 一、岩石為何會斷裂？—— 從微觀到宏觀的視角 岩石的斷裂並非單一事件，而是復雜多階段的過程。從微觀上看，岩石並非理想的連續介質，而是由礦物顆粒、膠結物以及它們之間的界麵構成。在應力作用下，這些微觀結構中的薄弱環節，例如顆粒間的接觸點、晶體缺陷、微裂紋等，最先開始發生變形和損傷。這些微小的損傷會相互連通、擴展，形成宏觀可見的裂紋。 宏觀斷裂是微觀損傷纍積的結果。當施加的外力超過岩石的承載能力時，已有的裂紋會迅速擴展，最終導緻岩石整體的破壞。這個過程受到多種因素的影響，包括岩石的礦物成分、岩石的結構（如層理、節理、斷層等）、岩石的初始損傷狀態、以及施加應力的類型（拉伸、壓縮、剪切）和加載速率。 微觀損傷的孕育： 在岩石內部，存在著天然的微小裂隙和缺陷。當應力施加時，這些微裂隙尖端會産生應力集中，導緻材料發生塑性變形或進一步的微裂紋擴展。不同礦物成分的岩石，其微觀結構的均勻性和顆粒間的結閤力不同，對微觀損傷的敏感性也不同。例如，含有黏土礦物的岩石在含水條件下更容易發生軟化和變形。 宏觀裂紋的形成與擴展： 隨著微觀損傷的纍積，微裂紋會逐漸愈閤或新的微裂紋産生。當應力達到一定閾值時，這些微裂紋會在應力集中的區域相互連接，形成宏觀裂紋。裂紋的擴展並非總是沿直綫進行，它會受到岩石內部結構、應力場分布以及外部環境的影響，呈現齣各種復雜的形態，如分支裂紋、扭麯裂紋等。 斷裂模式的多樣性： 岩石的斷裂模式多種多樣，主要取決於應力的性質。在拉伸應力作用下，岩石會發生張性斷裂，裂紋主要沿垂直於拉伸應力方嚮擴展，形成分離式的斷裂麵。在剪切應力作用下，岩石會發生剪切斷裂，裂紋通常沿一定角度（約30°-60°）於最大主壓應力方嚮擴展，伴隨著顯著的滑動和錯動。在復雜的應力狀態下，拉伸和剪切斷裂可能同時發生，形成更為復雜的破壞模式。 二、岩石斷裂力學的核心概念：應力、應變與斷裂韌性 要深入理解岩石的斷裂行為，需要掌握幾個核心概念： 應力 (Stress)： 指單位麵積上所受的力。在岩石斷裂力學中，我們關注的是作用在岩石內部的內應力，包括正應力（垂直於截麵的應力，分為拉應力和壓應力）和剪應力（平行於截麵的應力）。應力的分布狀態決定瞭岩石內部的損傷纍積和裂紋擴展的可能性。 應變 (Strain)： 指材料在應力作用下發生的相對變形。應變是描述岩石變形程度的物理量。岩石在加載過程中會經曆彈性變形、塑性變形和最終的斷裂。彈性變形是可逆的，而塑性變形和斷裂是不可逆的。 斷裂韌性 (Fracture Toughness)： 是衡量岩石抵抗裂紋擴展能力的重要參數。它反映瞭在裂紋尖端，岩石材料能夠承受的最大應力強度因子。斷裂韌性越高，岩石越不容易發生斷裂。斷裂韌性受到岩石本身的性質、裂紋的尺寸、加載速率等多種因素的影響。 裂紋尖端應力強度因子 (Stress Intensity Factor, K)： 是描述裂紋尖端應力狀態的一個關鍵參數。當裂紋尖端應力強度因子達到某個臨界值（即斷裂韌性）時，岩石就會發生斷裂。K因子的大小與施加的宏觀應力、裂紋的幾何形狀和尺寸密切相關。 三、岩石斷裂力學的研究方法與應用領域 為瞭量化和預測岩石的斷裂行為，科學傢們發展瞭多種研究方法： 室內試驗： 通過加載岩石試樣，測量其應力-應變關係，並觀察裂紋的萌生和擴展。常見的試驗方法包括單軸壓縮試驗、三軸壓縮試驗、巴西劈裂試驗（用於測量抗拉強度）、以及專門用於測量斷裂韌性的裂紋擴展試驗。這些試驗可以在精確控製的條件下，為理解岩石的斷裂機製提供寶貴數據。 數值模擬： 利用計算機模擬技術，建立岩石的力學模型，並施加各種應力條件，來預測裂紋的擴展路徑和最終的斷裂形態。常用的數值方法包括有限元法 (FEM)、離散元法 (DEM) 等。這些方法能夠處理復雜幾何形狀和非綫性材料行為，在研究大型、復雜的岩體結構中尤為有效。 現場監測： 在實際工程中，通過埋設應力傳感器、位移計、聲發射監測係統等，實時監測岩體的變形和損傷狀態，以及裂紋的活動。這些監測數據可以為工程安全評估和設計提供依據。 岩石斷裂力學在眾多領域有著廣泛的應用： 工程地質： 在隧道、大壩、地下工程、邊坡等基礎設施的設計與施工中，需要準確預測岩體的穩定性和潛在的斷裂風險。岩石斷裂力學能夠為評估開挖引起的應力重分布、裂紋擴展以及潛在的失穩提供科學依據。 礦業工程： 采礦過程中，岩石的斷裂是必然的。理解岩石的斷裂機製，有助於優化采礦方法，提高資源迴收率，並保障礦井的安全。例如，在爆破采礦中，斷裂力學原理指導著炸藥的選用和布設，以達到最優的破碎效果。 石油與天然氣工程： 在油氣藏的開發過程中，水力壓裂技術通過人為誘導岩石産生裂紋，以增加油氣産量。岩石斷裂力學在設計和優化壓裂方案、預測裂紋網絡的擴展至關重要。 地球物理學與地震學： 地震的發生是岩石斷裂的宏觀錶現。岩石斷裂力學是理解地震孕育、發生和傳播機製的基礎科學之一，有助於我們認識地球的內部動力過程。 地質災害評估： 山體滑坡、崩塌等災害的發生，往往與岩體內部裂紋的擴展和失穩有關。岩石斷裂力學為分析這些災害的成因、預測其發生概率和發展趨勢提供瞭理論支持。 四、岩石斷裂力學的挑戰與未來展望 盡管岩石斷裂力學取得瞭顯著的成就，但仍麵臨諸多挑戰： 岩石材料的復雜性： 岩石並非均質、各嚮同性材料，其礦物成分、微觀結構、曆史應力狀態等都極為復雜，且在不同條件下會發生顯著變化。如何準確描述和模擬這種復雜性，是研究中的一大難點。 多尺度耦閤問題： 岩石的斷裂是一個多尺度的耦閤過程，從微觀的晶粒變形到宏觀的裂紋擴展，再到巨型的構造斷裂。如何有效地連接不同尺度的力學行為，是一個重要的研究方嚮。 動態過程的模擬： 許多岩石斷裂過程，如地震、衝擊荷載作用下的斷裂，都是高度動態的。精確模擬這些快速、復雜的動態過程，需要高性能的計算能力和先進的數值方法。 環境因素的影響： 水、溫度、化學侵蝕等環境因素對岩石的強度和斷裂行為有著顯著影響。如何將這些環境因素耦閤到力學模型中，也是一個待解決的問題。 展望未來，岩石斷裂力學將繼續深化對岩石內在規律的探索。隨著科技的進步，新的實驗技術和計算方法將不斷湧現，例如利用原子力顯微鏡等高分辨率技術研究微觀損傷機製，利用機器學習等人工智能技術輔助模型構建和參數反演，利用先進的地球物理探測技術獲取更精細的地下岩體信息。這些進步將有助於我們更精確地預測岩石的斷裂行為，更有效地保障工程安全，更深入地理解地球的演化過程。 岩石斷裂力學，它不僅是一門枯燥的學科，更是理解地球運動、塑造人類文明、保障生命安全的一把鑰匙。通過研究岩石的斷裂，我們能夠更好地與自然和諧相處，更智慧地利用地球資源，更安全地建設我們的傢園。

評分☆☆☆☆☆

這套書簡直是物理世界的一扇窗戶！第一次翻開它，就被封麵那沉靜而充滿力量的設計所吸引。我一直對大自然中那些看似堅不可摧的岩石，在何種條件下會發生令人驚嘆的斷裂過程感到好奇。這本書的齣現，就像一位博學的朋友，耐心地為我一一解答。我特彆喜歡書中那些圖文並茂的解析，它們將抽象的力學原理，通過生動的示意圖和清晰的文字，轉化成瞭我能理解的語言。例如，關於裂紋擴展的能量條件，書中通過引入應力強度因子和斷裂韌性的概念，讓我對材料的抵抗能力有瞭全新的認識。那種感覺，就像是原本模糊的科學模型，瞬間變得立體而鮮活。即便我並非岩石力學領域的專業人士，也能從中感受到作者們嚴謹的學術態度和對知識傳播的熱情。書中涉及的案例分析，從工程應用的角度，讓我看到瞭這些理論在實際生活中扮演的重要角色，比如大壩的穩定性、隧道掘進的安全等等，這些都讓我更加敬畏科學的力量，也讓我對未來接觸到的更多岩石相關事物有瞭更深的思考維度。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，真正的知識，是能夠觸及事物本質的。而這本《岩石斷裂力學》，恰恰做到瞭這一點。它不僅僅是一本關於岩石如何破碎的書，更是關於物質在極端壓力和應力下的行為方式的深刻探討。書中對於斷裂過程的描述，那種從微觀的分子結構到宏觀的斷裂麵形態，都有著非常細緻的刻畫。我尤其對其中關於斷裂韌性測試方法的介紹印象深刻，那些復雜的實驗步驟和數據分析，雖然我可能無法一一復現，但足以讓我感受到科學傢們在探索未知領域時付齣的艱辛努力和非凡智慧。它讓我理解瞭，為何同樣的岩石，在不同的環境下，會有截然不同的錶現。書中對一些經典斷裂理論的梳理和發展史的介紹，也讓我看到瞭科學的進步是如何一步步積纍和完善的。那種感覺，就像是站在巨人的肩膀上，去眺望更遠的風景。整本書的編排邏輯非常清晰，章節之間的過渡自然流暢，讓人很容易沉浸其中，不知不覺地深入到這個充滿挑戰的領域。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，更像是一次對物質世界邊界的探索。我之前對“斷裂”的理解，更多停留在日常生活中物體的損壞，但這本書讓我看到瞭斷裂在更宏觀、更根本的層麵上的意義。它不僅僅是關於岩石，更是關於材料在承受極限應力時，其內在結構如何發生轉變，能量如何轉化和釋放。書中關於斷裂力學理論的演進，從早期的脆性斷裂到後來的韌性斷裂，讓我看到瞭科學理論的不斷發展和深化。我尤其對書中關於斷裂判據的介紹感到有趣，那些用來預測材料何時會發生斷裂的標準，讓我覺得非常實用，盡管我可能不會直接用到，但這種思考方式本身就很有價值。整本書的結構嚴謹，邏輯清晰，每一章節都像是在為構建一個完整的理論體係添磚加瓦。它讓我認識到，即使是看似最普通、最堅硬的物質，其背後也蘊含著如此豐富而復雜的物理規律，等待著我們去發現和理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，就像是在探訪一座隱藏在地下的古老寶藏。它不像某些科普讀物那樣輕飄飄地泛泛而談，而是以一種紮實、嚴謹的姿態，一點點地揭開岩石斷裂的奧秘。我發現，原來我們生活中常見的“斷裂”現象，背後蘊含著如此復雜而精妙的物理規律。書中對於裂紋萌生、擴展以及斷裂模式的分類，讓我大開眼界。我以前總覺得，岩石斷裂就是“碎瞭”，但這本書告訴我，原來裏麵有著這麼多的學問，有各種各樣的“碎法”，而且每一種“碎法”都有其內在的物理機製。書中大量的公式和理論推導，雖然對我來說有些晦澀，但通過作者們的耐心解釋，我還是能夠捕捉到核心的邏輯。特彆是關於能量守恒和能量耗散在斷裂過程中的作用，這讓我重新審視瞭物質的內在穩定性。整本書散發著一種濃厚的學術氛圍，讓人感覺是在和領域內的專傢進行一場深刻的對話。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對事物運作原理充滿好奇的人，而《岩石斷裂力學》這本書，正好滿足瞭我對地殼運動背後力量的好奇心。我一直覺得，地球並不是一塊靜止的石頭，而是在不斷地發生著細微而深刻的變化，這本書讓我找到瞭理解這些變化的一個重要視角。書中關於岩石在不同應力狀態下的變形和破壞行為的描述，讓我聯想到地震的發生，雖然本書並非專門講解地震，但它提供的基礎理論，無疑是理解這些巨大自然災害的基石。我特彆欣賞書中對於實驗數據的解讀，那些復雜的圖錶和分析，讓我看到瞭理論與實踐是如何緊密結閤的。作者們在梳理不同學派觀點的時候，展現瞭極高的學術素養，也讓我看到瞭科學研究的多元性和包容性。這本書就像一個寶箱，裏麵裝著關於理解地球內部力量的各種工具和鑰匙，讓我對腳下這片土地有瞭更深的敬畏和探索的欲望。