《巖石物理學(xué)》教學(xué)大綱

1、巖石物理學(xué)一、課程說明課程編號： 010337z10課程名稱：巖石物理學(xué)/ rock physics 課程類別：專業(yè)訓(xùn)練課程（專業(yè)課） 學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2先修課程：巖石學(xué)，地質(zhì)學(xué)，力學(xué)適用專業(yè)： 地球物理學(xué)等教材、教學(xué)參考書：1. 陳颙，黃庭芳，劉恩儒編著，合肥：中國科學(xué)技術(shù)高校出版社,2009；2. 席道瑛，徐松林，巖石物理學(xué)基礎(chǔ)，合肥：中國科學(xué)技術(shù)高校出版社,2012；3. 孫建國，巖石物理學(xué)基礎(chǔ)，北京：地質(zhì)出版社，20064. 馬瑾，構(gòu)造物理學(xué)概論，北京：地震出版社，1987 二、課程設(shè)置的目的意義巖石物理學(xué)課程為地球物理學(xué)專業(yè)設(shè)立的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。 巖石是構(gòu)成地球最基本的材料，爭辯地

2、球上的諸多現(xiàn)象和過程，都離不開對巖石物理性質(zhì)的理解和生疏。不僅如此，凡是爭辯涉及有關(guān)地球的能源、資源、環(huán)境和災(zāi)難等問題時(shí)，也都要求對巖石的物理性質(zhì)有清楚的生疏。課程設(shè)置的目的是讓同學(xué)把握巖石物理學(xué)的基本試驗(yàn)事實(shí)和基礎(chǔ)理論，如：巖石的變形、巖石中波的傳播和衰減、巖石的彈性、巖石的斷裂、巖石的摩擦、巖石的強(qiáng)度、巖石的輸運(yùn)特性、巖石的電性和磁性等。通過該課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)能夠運(yùn)用所學(xué)學(xué)問從事理論地球物理相關(guān)的工作，同時(shí)為地球物理專業(yè)同學(xué)架起了物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)的橋梁，格外有利于進(jìn)行后期的反演資料解釋。三、課程的基本要求學(xué)問要求： (1)具備必要的地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)學(xué)問；（2）具備必要的實(shí)際動手力量。（3）具備

3、必要的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析力量。力量要求：把握巖石的基本分類，以及巖石物理學(xué)的爭辯方法；把握應(yīng)力， 應(yīng)變，巖石的本構(gòu)關(guān)系，波的衰減，理論解釋，理解流體靜壓力下巖石中孔洞對彈性的影響；理解流體靜壓力下飽和巖石的彈性表現(xiàn)，彈性波在飽和巖石中的傳播，線性多孔彈性力學(xué)；理解有效應(yīng)力定律，摩擦滑動和巖石變形的穩(wěn)定性問題； 把握巖石強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度與圍壓的關(guān)系，強(qiáng)度與溫度的關(guān)系。具備收集、分析、推斷、選擇國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)信息的力量；能閱讀本專業(yè)書刊以及用外語進(jìn)行學(xué)術(shù)溝通力量。素養(yǎng)要求：生疏本領(lǐng)域已有的學(xué)問和國內(nèi)外進(jìn)呈現(xiàn)狀，能夠運(yùn)用所學(xué)學(xué)問獨(dú)立從事科學(xué)爭辯。具有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和面對將來的開拓進(jìn)取精神。第 3 頁/

4、 共 3 頁四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)安排教學(xué)方案設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)講課實(shí)(含研討)踐教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）介紹火成巖，沉地球上的巖積巖，變質(zhì)巖，教學(xué)內(nèi)石和礦物，440巖 石 的 分類，巖石的特點(diǎn)，爭辯巖石物理學(xué)的意義440應(yīng)力，應(yīng)變， 巖石的本構(gòu)關(guān)系，巖石的蠕變，巖石 試驗(yàn)章節(jié)容第 1 章巖石的分類巖石物理學(xué)的內(nèi)容，正演問題和反演問題，巖石物理學(xué)的爭辯方法。成巖旋回的成巖過程，簡要給出巖石物理學(xué)的內(nèi)容，以及相關(guān)的正演問題和反演問題，和巖石物理學(xué)的爭辯方法介紹力和應(yīng)力,主應(yīng)力與莫爾圓， 地應(yīng)力；介紹位移矢量和應(yīng)變張第 2 章巖石的變形巖 石 中 的波，巖石中巖石樣品，三軸壓

5、縮試驗(yàn)量，線應(yīng)變、角應(yīng)變和體積應(yīng)變和應(yīng)變率等不同的應(yīng)變，以及巖石的本構(gòu)關(guān)系和巖石的蠕變。 介 紹 巖 石 中 的波，波速的測量第 3 章巖石中波的傳42播和衰減波速的測量 計(jì)算波速的空間2結(jié)果，巖石 平均模型，衰減模中 波 的 衰 型減 ， 理 論解釋二相體的彈結(jié)果，巖石中波的衰減；分析衰減 與 頻 率 的 關(guān)系，衰減和壓力的關(guān)系，并給出理論解釋。分析巖石中的孔第 4 章巖石的彈性孔隙流性，流體靜440440壓下巖石中裂紋對彈性的影響，流體靜壓力下巖石中孔洞對彈性的影響流體靜壓力下飽和巖石的 彈 性 表彈性波在二相體巖石中的傳播，彈性波速度與巖石的有效彈性參數(shù)， 彈性波速度的變化隙，裂紋和孔洞

6、， 巖石、礦物和孔隙流體的彈性參數(shù)等，給出流體靜壓力下巖石中孔洞對彈性的影響。介紹流體靜壓力下飽和巖石的彈第 5 章體的作用現(xiàn)，彈性波在飽和巖石中的傳播， 線性多孔彈性力學(xué)線性多孔彈性力 性表現(xiàn)，彈性波學(xué)在飽和巖石中的傳播，線性多孔彈性力學(xué)。44第 6 章巖石的斷裂0差應(yīng)力作用下巖石的特有效應(yīng)力定律分 析 巖 石 的 斷裂，脆性斷裂，總學(xué)時(shí)安排教學(xué)方案設(shè)計(jì)學(xué)講課實(shí)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)（含教學(xué)方法、時(shí)(含研討)踐教學(xué)手段）性，脆性斷巖石斷裂力學(xué)，裂(brittle fracture) ，巖石斷裂力流體對斷裂的影響，給出孔隙壓力，有效應(yīng)力定學(xué)，流體對律等。斷裂的影響摩擦，巖石的摩擦， 摩介 紹 巖 石

7、 的 摩(stick-slip)和穩(wěn)定滑動巖石強(qiáng)度實(shí)巖石的驗(yàn)，強(qiáng)度與第 8 章強(qiáng)度，其他特性440圍 壓 的 關(guān)系，強(qiáng)度與溫度的關(guān)系合計(jì)32284序號試驗(yàn)一 試驗(yàn)二試驗(yàn)內(nèi)容彈性波在二相體巖石中的傳播巖石摩擦試驗(yàn)驗(yàn)證拜爾利(byerlee)定律試驗(yàn)學(xué)時(shí)22試驗(yàn)地點(diǎn)巖石物理試驗(yàn)室 巖石物理試驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備高精度巖石波速檢測儀高靈敏度摩擦系數(shù)測試儀章節(jié)教學(xué)內(nèi)容第 7 章巖石的摩擦42擦滑動和巖2石變形的穩(wěn)定性問題，黏滑摩擦滑動和巖石 擦，拜爾利定律， 變形的穩(wěn)定性問 失穩(wěn)準(zhǔn)則，失穩(wěn)題條件；分析黏滑(stick-slip) 和 穩(wěn)定滑動。通過數(shù)據(jù)分析，強(qiáng)度與溫度的關(guān) 給出巖石強(qiáng)度與系圍壓的關(guān)系，與溫度的關(guān)系。五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求六、考核方式及成果評定教學(xué)過程中實(shí)行講授、爭辯、專題辯論、課堂作業(yè)及試驗(yàn)教學(xué)等方式進(jìn)行， 留意過程考核，考核方式