本书主要内容包括:应力与应力莫尔圆、变形、应变与涡度基础、岩石变形(破裂)准则、岩石变形微观机理、岩石流变学等,共计六章。
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1980.09-1984.07 焦作矿业学院煤田地质及勘探专业,本科毕业,工学学士
1984.07-1988.09 焦作矿业学院(现河南理工大学),教师
期间:1986.09-1987.07在北京大学 地质学系进修
1988.09-1991.08 中国科学院地质研究所构造地质专业,理学硕士,导师:钟大赉 院士
1991.09-1993.11 中国科学院地质研究所沉积学专业,理学博士,导师:孙枢 院士 李继亮 研究员
1993.11-1995.11 中国科学院高能物理研究所,博士后,合1995.11-2002.10 中国科学院地质与地球物理研究所,副研究员、研究员
2002.10-至今 中国科学院大学(原研究生院),教授,博士生导师发表论文150余篇,出版专著4本。
1. Gas generation mechanisms of bituminous coal under shear stress based on ReaxFF molecular dynamics simulation, FUEL, 2021,
2. Origins of the meta-mafic rocks in the southern Dunhuang Block (NW China): Implication for tectonic framework of the southernmost Central Asian Orogenic Belt, GEOLOGICAL JOURNAL, 2021,不仅在学术界有很高的声誉,还积极参与社会服务。他曾担任多个学术杂志的编委,如《应用基础与工程科学学报》、《中国煤层气》和《煤田地质与勘探》等。他还曾到英国Leicester大学、莫斯科大学、中国香港大学、澳大利亚Monash大学等大学进行合作研究
序
前言
1 应力和应力莫尔圆
1.1 应力
1.1.1 概述
1.1.2 应力向量
1.1.3 点的应力状态
1.1.4 应力分量与应力张量
1.1.5 偏应力与平均应力
1.1.6 岩石圈中的应力张量与启示
1.2 应力莫尔圆
1.2.1 二维应力莫尔圆
1.2.2 二维偏应力莫尔圆
1.2.3 三维应力莫尔圆图解
1.3 不同层次和构造环境的基本应力状态
1.3.1 静岩/静水参考应力状态
1.3.2 构造应力与残余应力
1.3.3 埋藏和抬升过程的应力状态
1.3.4 构造环境与应力状态
思考题
参考文献
2 变形
2.1 概述
2.1.1 概念
2.1.2 变形分量 24
2.1.3 运动的相对性与变形历史 27
2.1.4 均匀变形与数学描述 28
2.1.5 纯剪切与共轴变形 30
2.1.6 简单剪切与非共轴变形 31
2.1.7 次简单剪切 32
2.2 递进变形 33
2.2.1 递进简单剪切变形 33
2.2.2 递进纯剪切变形 38
2.2.3 递进次简单剪切变形 40
2.3 三维变形与尺度效应 42
2.3.1 一般三维变形 42
2.3.2 变形类型的尺度效应 44
2.4 岩石变形行为的主控因素 45
2.4.1 温度 45
2.4.2 应变速率 46
2.4.3 围压和孔隙流体压力 48
2.4.4 粒径和晶体结构 49
2.4.5 岩石/矿物能干性 51
思考题 52
参考文献 53
3 应变与涡度 54
3.1 应力与应变的关系概述 54
3.2 应变 57
3.2.1 相关概念 58
3.2.2 增量应变和有限应变 62
3.2.3 主应变 63
3.2.4 应变分量和应变状态 63
3.2.5 三维应变 64
3.3 应变椭球(圆)及其表示方法 65
3.3.1 概述 65
3.3.2 矩阵与应变椭球 66
3.3.3 应变椭球形态表示法 69
3.4 应变莫尔圆 73
3.4.1 质点线长度变化情形 73
3.4.2 角度变化情形(哈克公式) 75
3.4.3 剪应变情形 76
3.4.4 莫尔图解 77
3.4.5 简单剪切的特征 78
3.5 应变分配简介 79
3.5.1 问题提出 79
3.5.2 概念 80
3.5.3 实验证据 81
3.6 流脊与涡度 83
3.6.1 几个概念 83
3.6.2 流脊 84
3.6.3 涡度(W)与运动学涡度(Wk) 87
思考题 92
参考文献 93
4 岩石变形(破裂)准则 95
4.1 岩石变形类型 96
4.1.1 概述 96
4.1.2 岩石变形的基本类型和特征 98
4.2 岩石脆性变形(破裂)理论 101
4.2.1 库伦破裂理论(Coulomb fracture criterion) 101
4.2.2 屈特加破裂理论(Tresca fracture criterion) 105
4.2.3 格里菲斯破裂理论(Griffith’s criterion of fracture) 106
4.3 岩石的韧性变形理论 109
4.3.1 悖论与挑战 109
4.3.2 最大有效力矩理论 112
4.4 最大有效力矩理论的莫尔圆包络线 115
4.4.1 莫尔包络线方程 115
4.4.2 包络线的物理含义讨论 115
4.5 不同变形理论的联合 119
4.5.1 岩石变形准则的联合 119
4.5.2 问题讨论 120
思考题 121
参考文献 121
5 岩石变形微观机理 123
5.1 概述 123
5.2 脆性变形机理 125
5.3 塑性变形机理 127
5.3.1 缺陷 128
5.3.2 扩散蠕变 130
5.3.3 位错蠕变 130
5.3.4 流变律 134
5.3.5 压溶作用 135
5.3.6 机械双晶 138
5.4 显微构造特征 140
5.4.1 恢复 140
5.4.2 重结晶 141
5.5 分子尺度的塑性变形机理讨论 144
5.5.1 矿物晶体结构和位错 144
5.5.2 α-石英的分子动力学模拟 145
思考题 148
参考文献 148
6 岩石流变学基础 150
6.1 岩石流变学基本力学概念 150
6.1.1 力学属性 150
6.1.2 变形属性 152
6.2 岩石破裂与断层摩擦滑动 153
6.2.1 岩石脆性破裂(brittle failure of rocks) 153
6.2.2 断层摩擦滑动(frictional sliding of fault) 153
6.3 岩石脆韧性\脆塑性转化 158
6.4 晶体塑性流变机制 160
6.5 岩石流变实验 161
6.5.1 流变实验设备与实验方法 161
6.5.2 稳态流变与非稳态流变 164
6.5.3 稳态流变方程与流变参数求取 165
6.5.4 非稳态流变方程 166
6.5.5 岩石圈主要造岩矿物流变实验进展 167
6.5.6 大陆下地壳基性岩流变实验进展 176
6.6 影响岩石流变的主要因素 178
6.6.1 矿物组分对流变的影响 178
6.6.2 粒度对流变的影响 181
6.6.3 微量水对流变的影响 183
6.6.4 熔体对流变的影响 184
6.6.5 矿物反应对流变的影响 186
6.6.6 先存组构和各向异性对流变的影响
6.7 大陆岩石圈流变结构
思考题
参考文献
7.尾声——“构造地质学”发展方向之思考
附录I 中小构造研究若干问题
附录II 糜棱岩与片岩/片麻岩的比较
附录III 野外构造测量和观测
附录IV极射赤平投影
附录V符号说明
附录VI名词索引