Rock Quality, Seismic Velocity, Attenuation and Anisotropy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:Barton, N.R.

出品人:

页数:729

译者:

出版时间:2006-10

价格:$ 259.84

装帧:HRD

isbn号码:9780415394413

丛书系列:

图书标签:

Rock Physics
Seismic Properties
Rock Mechanics
Attenuation
Anisotropy
Seismic Velocity
Geophysics
Petrophysics
Reservoir Characterization
Fracture Mechanics

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具体描述

Seismic measurements take many forms, and have a universal role in the earth sciences. There are huge rewards, to be gained from 'seeing' below the earth's surface. This book describes seismic behaviour at many scales, and provides the appropriate interpretation in terms of rock mechanics. Reviewing examples of seismic measurements from numerous fields in civil, mining, petroleum, geophysics, and tectonophysics, and stretching over ten orders of magnitude, the book considers seismic measurements from microcrack compliance in laboratory tests samples to crustal and mid-ocean ridge measurements, where the emphasis is on velocity-depth-age models. Between these extremes, Dr Barton covers in situ block tests, borehole stability, dam and bridge foundations, quarry blasting, transportation tunnels, rock caverns, nuclear waste repository studies and mine openings. The approach is cross-disciplinary and deliberately non-mathematical and phenomenological in nature, with a wealth of figures and a wide review of the literature from many earth science fields. It is intended for students, consultants and university teachers studying and working in the fields of civil, mining and petroleum engineering, and is particularly relevant to geophysicists, engineering geologists and geologists who are engaged in the interpretation of seismic measurements on rock engineering and petroleum engineering projects.

《岩石物理学与地球深部过程》导言：探索地球内部的隐秘世界本书深入剖析了构成地球的岩石的物理特性，旨在揭示这些特性如何控制着地球深部的过程，包括构造运动、岩浆活动、流体迁移以及地震波的传播。我们聚焦于岩石在不同温度、压力和应力条件下的力学响应、声学特性和流变行为。通过对岩石物理学基础理论的严谨阐述，结合最新的实验观测和地球物理数据分析，本书为读者提供了一个理解地球动态系统的全面框架。第一章：岩石的微观结构与宏观力学行为本章首先探讨岩石的微观结构，包括晶粒的类型、尺寸、排列方式（织构）以及孔隙和裂隙的分布特征。这些微观特征是决定宏观力学性能的关键因素。我们将详细介绍岩石在单轴压缩、三轴压缩和拉伸条件下的应力-应变关系。重点讨论弹性、粘弹性与粘塑性行为，以及如何通过实验确定岩石的弹性模量（杨氏模量、体积模量和剪切模量）和泊松比。接着，我们深入研究岩石的断裂机制。从Griffith理论到现代的损伤力学模型，探讨了岩石在不同应力状态下萌生裂纹、扩展和最终宏观破裂的过程。本章还将介绍岩石的强度特性，包括抗压强度、抗拉强度和剪切强度，以及环境因素（如围压、温度和流体饱和度）对这些强度的影响。第二章：岩石中的波传播基础本章构建了地震波在各向异性介质中传播的理论基础。我们将从弹性波方程出发，推导出在具有任意对称性的介质（如具有晶体学或构造构造的岩石）中P波和S波速度的表达式。详细阐述Christoffel方程及其在各向异性介质中波速和波形分析中的应用。重点分析各向异性对地震波传播的影响，包括速度双折射（或称速度分裂，Velocity Splitting）现象。我们将讨论如何利用体波（P波和S波）的速度变化及其偏振方向来反演岩石的微观结构（如裂隙密度和裂隙方向）。同时，本章也涉及波的衰减机制，讨论岩石内部的能量耗散过程，包括粘滞阻尼、散射和与流体相互作用相关的能量损失。第三章：岩石的流变学与塑性变形地球深部的岩石在长时间尺度上表现出流变行为，这是控制地幔和地壳构造运动速率的关键因素。本章详细阐述了岩石在高温高压条件下的蠕变机制。我们分类讨论了不同类型的蠕变，如扩散蠕变（Nabarro-Herring和Coble蠕变）和位错蠕变（扩散蠕变和攀移蠕变），并介绍相应的本构关系，如幂律（Power-Law）蠕变方程。本章还将引入岩石的塑性变形理论，特别是基于屈服准则（如Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则）的塑性流动。讨论在构造应力场下，岩石如何从弹性状态转变为塑性状态，并最终发生不可逆的形变。这部分内容对于理解构造带的应力积累与释放机制至关重要。第四章：流体在岩石孔隙中的作用岩石中的流体（水、油、气）的存在极大地改变了岩石的物理特性和力学响应。本章首先介绍岩石孔隙结构（孔隙度、渗透率和孔隙结构形态）的测量方法与表征。随后，我们深入探讨Biot理论，这是描述孔隙流体与固体骨架相互作用的经典框架。通过Biot理论，我们分析了饱和流体对有效应力、地震波速度和衰减的影响，特别是动态的孔隙弹性效应。讨论了与流体迁移相关的现象，例如地震前的流体活动导致的地震波速异常变化。此外，本章还涉及岩石渗透率的各向异性及其对流体运移路径和地球化学过程的控制作用。第五章：高温高压下的岩石物理特性地球内部的温度和压力条件远超实验室常温常压环境。本章关注在模拟地幔和下地壳环境下的岩石物理学。介绍高温高压实验技术，如高温高压岩石物理学实验装置（如变形补丁、闪电加热技术）。探讨温度和压力对岩石弹性参数、强度和流变行为的耦合影响。例如，地幔橄榄岩在高温下粘度急剧下降的机制，以及高压下矿物相变对地震波速的影响（如尖晶石相变）。这部分内容为解释深源地震、地幔柱的形成与迁移提供了关键的物理约束。第六章：地球物理观测与岩石物理学的结合本书的最后一部分侧重于将实验室和理论研究成果应用于实际的地球物理勘探和大地构造研究中。我们将讨论如何利用地震勘探数据（包括反射地震和宽频带地震记录）来反演地下介质的岩石物理参数。重点分析： 1. 地震波速的横向和垂向变化与岩石结构、温度的对应关系。 2. 地震波各向异性在构造应力场反演中的应用。 3. 利用波的衰减（Q值）来识别流体饱和区或高温区域。 4. 岩石物理模型在油气勘探、地热开发和地下水资源管理中的实际应用案例。本书结构清晰，内容详实，不仅是地球物理学、岩石学和构造地质学专业研究人员的重要参考书，也是高年级本科生和研究生的理想教材。它致力于弥合微观岩石物理机制与宏观地球动力学过程之间的鸿沟。