《地质学中的物理过程》求取 ⇩

目录1

第一部分　弯曲1

第一章　求解地质学中力学问题的方法1

引言1

解释物理过程所需要的分析工具4

力学4

力矩和力的平衡5

力5

牛顿定律5

应力和应变6

流变学7

线性流变模式——弹性、塑性和粘滞性8

线性流变模式的组合9

宾汉模式10

普兰特模式11

开尔文和马克斯威尔模式11

高阶流变模式12

边界条件13

第一章　引用的参考文献16

第二章　犹他州的亨利山中的岩盖18

引言18

亨利山19

区域背景19

吉尔伯特关于理想岩盖的概念20

吉尔伯特对岩盖规模的力学分析20

岩盖上面地层的弯曲23

根据粱和板理论的分析24

内力和弯矩25

符号规定26

弯矩的意义26

隔离体图26

承受分布荷载的梁的力和力矩31

弯矩和弹性构件曲率之间的近似关系32

岩盖岩浆引起的顶盖层挠曲形式的数学表达式37

亨利山缺少小岩盖的原因42

亨利山岩盖尺寸取决于地层位置的解释43

第二章引用的参考文献45

第三章　阿巴拉契亚山脉中的褶皱列46

引言46

阿巴拉契亚山脉的褶皱47

问题48

威利斯关于阿巴拉契亚褶皱的理论分析49

轴向承载的无约束构件50

褶皱列形式的数学表达50

轴向承载的约束构件56

剪力和初始挠度对屈曲的影响60

贝利褶皱60

剪力对弯曲的影响62

初始倾角对褶皱的影响68

式验68

阿巴拉契亚山脉的初始倾角69

单个初始挠曲69

扭曲的构件74

理论解释76

概括78

第三章引用的参考文献79

关于褶皱的其它参考文献80

第四章　单岩层褶皱83

引言83

弹性介质中的单个承压构件的褶皱85

数学问题的表达公式85

对褶皱的石英岩脉复查88

有限厚度的软约束介质的影响91

层理对地层易弯曲性的影响94

重力对承压构件的褶皱波长的影响97

承压岩层的概念100

肠状褶皱——大挠度101

形成肠状褶皱的途径102

弹性线102

肠状褶皱的实际形状和理论形状之间的关系106

第四章引用的参考文献107

第五章　理论基础：应力、应变和弹性常数109

应力109

内力109

应力的概念109

作为向量的应力110

不同方向平面上的应力111

关于九个应力分量的讨论113

应力的表示113

应力的符号114

应变115

位移和应变115

应变的概念116

位移分量和无限小应变117

移动117

转动117

伸长和缩短118

剪切118

有限应变121

应变的叠加123

弹性常数和应力-应变关系124

杨氏模量和泊松比124

法向应力和法向应变之间的关系125

某些地球物质的杨氏模量和泊松比125

刚性模量128

平面应力和平面应变——重要的特殊情况131

平面应力131

平面应变132

粱和板弯曲之间的差别135

第五章引用的参考文献136

第六章　犹他州莫阿布附近卡尔梅尔组中褶皱的发展137

犹他州莫阿布附近的褶皱137

卡尔梅尔组褶皱时的条件137

软材料和硬材料互层的比奥屈曲理论138

岩石序列的理想化138

多层构造的挠度微分方程139

理论解释139

多层构造的弹性常数143

对假定的评论146

有刚性边界约束的多层构造的屈曲148

理论褶皱与卡尔梅尔组褶皱的比较153

第六章引用的参考文献154

第七章　理论基础：弹性和粘滞性理论的介绍155

引言155

用应力表示的平衡方程155

二维问题的相容方程157

弹性体平面应力状态的相容方程158

弹性体平面应变状态的相容方程159

艾里应力函数159

无限厚弹性介质对位于它表面上的岩层褶皱的反作用161

问题的提出161

选择应力函数161

计算任意常数163

推导位移164

分布载荷和位移之间的关系166

有限厚软介质对埋于其中岩层褶皱的反作用166

问题的提出166

映象方法167

确定应力和位移167

牛顿粘滞性体的流变方程170

应变率170

法向应力和法向应变率之间的关系171

粘滞性系数171

某些弹性和粘滞性问题解的同一性173

埋在软粘滞介质中的坚固的粘滞体的褶皱174

粘滞性构件的弯曲阻力175

粘滞性介质的阻力176

褶皱的波长178

弹性和粘滞性褶皱之间的相似性和差别181

第七章引用的参考文献182

褶皱形状183

第八章　加利福尼亚旧金山弗朗西斯科组燧石和页岩互层的褶皱183

褶皱期间燧石和页岩的性质185

形状分析185

单个塑性层的屈曲186

屈服186

屈服强度187

转枢和直翼的形成188

塑性失稳190

粘塑性、伪塑性及非线弹性板条的屈曲190

弗朗西斯科褶皱的重新研究194

层状材料中枢线的形成196

实验室内的折曲带197

折曲带取向的分析201

折曲带和同轴褶皱205

第八章引用的参考文献207

盆地和山岭断裂期间的条件模式209

廷伯尔山破火山口附近的断层209

第二部分　断层，节理和岩脉型式209

第九章 内华达州廷伯尔山破火山口处的断层图象209

安德森断裂理论210

任意平面上的应力210

二维莫尔圆212

由安德森理论导出的断层取向214

廷伯尔山破火山口附近断层图象的分析217

第九章引用的参考文献219

弗莱切尔采石场220

第十章　花岗岩中席状构造的形成220

席状构造220

弗莱切尔采石场内席状破裂的特点221

席状破裂的长度222

席状破裂的终止223

岩席的厚度224

切姆斯福花岗岩中的微破裂225

席状破裂的成因227

空洞和裂隙周围的应力集中229

格里菲斯破裂理论229

圆孔230

椭圆孔231

应变能和表面能232

弗莱切尔采石场内席状破裂长度的分析234

初始受应力的弹性体的应力-应变关系234

席状破裂的深度和长度间的关系235

张开微裂隙的可能成因238

地表附近岩席的屈曲238

弗莱切尔采石场岩席厚度的分析239

理论说明：脆弹性体内破裂的扩展241

格里菲斯体241

拉张241

压缩243

第十章引用的参考文献246

第十一章　科罗拉多州西班牙峰的岩脉型式247

西班牙峰地区247

岩脉山放射状岩脉型式的可能成因248

岩脉山248

岩株和放射状岩脉群248

岩脉型式与岩株的理论关系249

问题简介249

极坐标中的平衡方程249

极坐标中的协调方程250

含有受压孔的无限平板中的应力252

岩脉山的理论和实际岩脉型式的比较255

东、西西班牙峰256

地质背景256

奥迪法257

镜像法258

无限平板中的两个受压圆孔258

西班牙峰地区理论和实际岩脉型式的比较259

第十一章引用的参考文献262

有关破裂，成脉作用，节理和断裂的其他参考文献262

引言266

第十二章　泥石流沉积的形成266

第三部分　冰、熔岩和岩屑的流动266

泥石流沉积的特征267

泥石流的运动269

加利福尼亚赖特伍德泥石流269

亚利桑那帕克泥石流273

泥石流、熔岩流和冰川沉积物的相似性273

鼻的纵剖面形状274

砂楔实验274

塑性材料鼻的理论剖面277

理论和实际鼻的比较279

第十二章引用的参考文献282

第十三章　泥石流对砾石和块体的搬运283

搬运机制283

塑性体中球的沉降284

问题的简化284

应力方程285

描述刚塑性体平面应变的方程285

平衡方程287

刚塑性体内的速度方程288

刚塑性体的承载能力290

球的淹没深度和塑性强度的关系296

考虑到三维条件和塑性体浮力后的修正296

理论和实验的比较298

苏波里斯峡谷冲积扇上块体和砾石的搬运299

有关土力学和塑性理论方面的参考文献302

第十三章引用的参考文献302

第十四章　岩屑、冰和熔岩的流变性质305

河道内的泥石流305

圆形河道粘度计306

半圆形河道内宾汉体的流动306

半圆形河道内高岭土-砂泥浆的速度剖面309

无限宽河道内流动的速度剖面310

测定非圆形河道中的泥石流强度和粘度的简化方法311

加利福尼亚赖特伍德天然泥石流的性质314

解的含意和实验316

半圆形河道内牛顿和伪塑性体的速度剖面318

拟合模式评述319

夏威夷麦克普希火山口内熔岩的粘度和强度320

旋转粘度计理论321

上述解在测量熔岩性质的仪器上的应用323

玄武熔岩的粘度和强度324

格伦的冰柱实验325

加拿大艾伯塔萨斯喀切温冰川的速度和流变性326

萨斯喀切温冰川326

冰舌的表面速度327

冰内的速度328

冰的流变模式328

玄武熔岩、冰川的冰及岩屑性质的比较329

第十四章引用的参考文献330

第十五章 U型山谷332

引言332

纳维-斯托克斯方程333

矩形河道内牛顿体的流动333

计算流动的方法335

泊松和拉普拉斯方程336

分离变量法336

镜像法337

富里叶级数338

富里叶系数的计算340

两维宾汉体341

宾汉体在矩形河道内的流动341

速度分布341

剪应力分布343

停滞区343

速度分布346

岩屑在三角形河道中的流动348

侧向沉积的形成350

U型冰川谷352

第十五章引用的参考文献353

结束语354