弹性波场论基础

章节摘录

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前言

本书针对“勘查技术与工程”和“地球探测与信息技术”等专业近年来开设“弹性动力学”、“地震波动力学”等课程没有合适教材的实际情况，考虑到专业合并调整后对这些课程具体要求的变化，为适应新的课程体系改革而编写。根据课程设置要求，本书作为“地球物理场论•弹性波场论”的教材，命名为《弹性波场论基础》。全书共分9章：第l章为绪论，介绍本门课程的特点和应用背景；第2～5章阐述经典弹性理论的基本内容，包括应力分析、应变分析、应力与应变的关系、弹性动力学基本方程和定解问题；第6章阐述弹性波波动方程的建立过程及其在无限大弹性介质中的传播规律；第7章阐述指定震源分布或边界条件情况下波动方程的积分解表示；第8章讨论分层弹性介质界面的散射（反射、透射、折射、面波等）和绕射规律；第9章为地震波动力学基础，论述地震波场的基本传播规律，内容相对完整、独立，具有自含性。本书的核心是弹性波场论的基本理论和方法。弹性应力分析、应变分析和物理方程是建立弹性波波动方程的基础准备，不作为本书的重点内容。这是与材料、工程等专业开设的“弹性力学”课程不同之处，也是本课程一直没有合适教材的原因。而弹性波场理论又是地震波动力学理论的基础。本书重点内容是在建立弹性波动方程后，研究弹性波场的规律，包括在无限均匀各向同性完全弹性介质中的传播规律，指定震源分布或边界条件建立波动方程积分形式的解，讨论弹性波在分层弹性介质中界面的散射（反射、转换反射、透射、转换透射、全反射以及自由表面的面波）、绕射，最后给出实际介质中地震波传播的一些情况。为提高学生的动手实践能力，书末附有“复习思考题”和“课程实验作业”。

书籍目录

第1章  绪论  1.1  弹性波场论概述  1.2  弹性动力学的基本假设  1.3  地震波动力学和地震勘探  1.4  结语第2章  应力分析  2.1  外力、内力及截面法  2.2  应力与应力分量  2.3  物体内一点的应力状态  2.4  主应力和主方向  2.5  最大与最小应力  2.6  平衡和运动微分方程  2.7  边界条件  2.8  圆柱坐标及球坐标系下平衡及运动微分方程第3章  应变分析  3.1  位移分量和旋转分量  3.2  应变与应变分量  3.3  应变分量和位移分量的关系——几何方程(1)  3.4  旋转分量与位移分量的关系——几何方程(2)  3.5  物体内任一点的应变状态  3.6  主应变和主方向  3.7  体积应变——几何方程(3)  3.8  无旋变形、等体积变形与位移矢量公式  3.9  应变协调方程  3.10  圆柱坐标及球坐标系中的几何方程第4章  应力与应变关系  4.1  广义虎克定律  4.2  工程弹性常数及相互间的关系式  4.3  简单和复杂应力状态下弹性应变能和应变能密度  4.4  能量密度与能通量密度  4.5  小结第5章  弹性动力学问题的建立  5.1  弹性动力学的基本方程  5.2  弹性动力学问题的提法  5.3  以位移表示的运动微分方程——拉梅(Lame)方程  5.4  圆柱坐标和球坐标系下以位移表示的运动微分方程第6章  无限弹性介质中的弹性波  6.1  弹性波控制方程的建立  6.2  声波方程的建立(流体力学)  6.3  均匀各向同性无限弹性介质中的平面波(Plane-wave)  6.4  波前面分析与弹性介质中任意波前形状波的传播速度  6.5  均匀各向同性无限弹性介质中的球面波  6.6  无限弹性介质中球面空腔产生的弹性波  6.7  均匀各向同性无限弹性介质中的柱面波  6.8  谐波  6.9  平面波的能量第7章  波动方程解的积分表达  7.1  波动方程的定解问题  7.2  泊松积分与克希霍夫积分  7.3  瑞雷(Rayleigh)积分  7.4  格林函数法  7.5  波动方程的反演简介第8章  分层介质中弹性波的传播  8.1  平面谐波在自由界面上的传播规律  8.2  平面谐波在两种介质分界面上的传播规律  8.3  层状介质中波的传播规律  8.4  勒夫(Love)面波  8.5  斯通莱(Stonely)面波  8.6  频散时相速度和群速度第9章  地震波场论基础  9.1  地球介质模型  9.2  地震波的种类及特点  9.3  地震波在无限介质中传播的动力学特点  9.4  地震波射线理论  9.5  地震波在分层介质中的反射、透射与折射(影响振幅)  9.6  地震波中的瑞雷面波  9.7  地震波的薄层效应(干涉)  9.8  地震波的绕射  9.9  一个反射记录地震道的形成  9.10  地震波动力学在地震勘探中的应用概述复习思考题课程实验作业：地震波在介质分界面的反射与透射系数计算参考文献

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《高等学校教学用书•弹性波场论基础》由中国海洋大学出版社出版。

作者简介

《高等学校教学用书•弹性波场论基础》针对地震波理论及其地震勘探工程技术的需要，全面系统地阐述了弹性波场沦的基本内容。全书共分为九章，包括应力分析、应变和位移分析、应力与应变的关系、弹性动力学基本方程和定解问题等弹性理论的基本内容，以及弹性波波动方程建立过程及其在无限大弹性介质中的传播规律、在分层介质中的传播规律、波动方程积分解；最后论述地震波场的基本传播规律，内容相对独立、完整，并具有自含性。为提高学生动手能力，书末附有课程实验作业。

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