本書系統(tǒng)地介紹了應(yīng)力波的基本理論。首先介紹了彈性波的基本概念，包括彈性、應(yīng)力、應(yīng)變和胡克定律等，然后通過運動方程推導(dǎo)彈性固體中的應(yīng)力波傳播方程，包括平面波、均勻桿中的縱波、桿的縱向沖擊等；還深入討論了彈性固體中的其他波，如瑞利面波和彈性波在自由邊界的反射，借助線性化理論，進一步深化對彈性波的理解。此外，還介紹了運用張量推導(dǎo)基于位移函數(shù)的彈性波方程。最后，探討了彈性波的實際應(yīng)用實例，包括在聲波和水波等領(lǐng)域的應(yīng)用。附錄部分提供了泰勒定理、高斯定理和傅里葉級數(shù)等數(shù)學基礎(chǔ)知識。
通過學習本書，讀者可以深入了解應(yīng)力波理論及其在地球物理學、地質(zhì)工程等領(lǐng)域的應(yīng)用，為解決實際問題提供有力的支持。
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2000.9-2004.7 中國礦業(yè)大學（北京） 本科 地質(zhì)工程
2004.9-2007.1 中國礦業(yè)大學（北京） 碩士研究生 地質(zhì)工程
2007.2-2010.1 中國礦業(yè)大學（北京） 博士研究生 地球探測與信息技術(shù)2010.2-2012.4 中國礦業(yè)大學（北京） 博士后 地球探測與信息技術(shù)
2012.4-2014.6 中國礦業(yè)大學(北京) 煤炭資源與安全開采國家重點實驗室 講師
2014.7-2022.7 中國礦業(yè)大學(北京) 地球科學與測繪工程學院 副教授
2022.7-至今 中國礦業(yè)大學(北京) 地球科學與測繪工程學院 教授晉城礦區(qū)煤礦隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素智能探測技術(shù)，2019年度綠色礦山科學技術(shù)一等獎，獲獎人員：鄒冠貴，都海龍，彭蘇萍，徐建兵，赫云蘭，師素珍，王文林，趙驚濤，李林，盧勇旭，衛(wèi)金善，崔凡，楊新亮，鄭晶，李磊 [2]1.第四屆煤炭工業(yè)技術(shù)委員會-資源勘查與地質(zhì)保障專家委員會委員、聯(lián)絡(luò)員，2021.05-2028.05
2.中國地質(zhì)學會第六屆青年工作委員會青年委員，2021.11-2025.11
3.中綠盟標準化工作委員會委員，2021.12-至今
4.北京市地球物理學會理事，2021.1-至今
5.中國地球物理學會，注冊地球物理工程師
目錄
自序一
自序二
第1章應(yīng)力波的彈性理論基礎(chǔ)1
1.1桿的拉伸應(yīng)力與拉應(yīng)變1
1.2桿的橫向收縮2
1.3矩形六面體上的剪應(yīng)力3
1.4三維情況下的胡克定律6
1.5靜力平衡方程與相容性10
1.5.1三維靜力平衡方程10
1.5.2二維靜力平衡方程11
1.5.3邊界條件11
1.6位移和邊界條件的確定15
1.7連續(xù)體運動的材料和空間描述17
第2章
彈性固體中的體波傳播22
2.1體波波動方程及其位移形式22
2.1.1彈性固體中波動方程的位移形式22
2.1.2位移場的分解23
2.2彈性介質(zhì)中的平面波26
2.2.1平面波解的一般形式26
2.2.2平面波的動能與勢能27
2.2.3能量密度28
2.3均勻桿中的縱波31
2.4桿的縱向沖擊35
2.5應(yīng)力波產(chǎn)生的破裂——有趣的霍普金森實驗37
第3章
彈性固體中界面附近的波40
3.1界面附近是否存在第三種波？40
3.1.1瑞利面波40
3.1.2過同一點的不同界面上應(yīng)力向量之間的聯(lián)系41
3.1.3推導(dǎo)瑞利面波的邊界條件42
3.1.4勒夫波與斯通萊波46
3.2彈性波在自由邊界的反射和折射46
3.2.1彈性波在自由界面的反射46
3.2.2彈性波在自由界面的折射51
第4章彈性應(yīng)力波的線性化理論53
4.1示例1：均勻各向同性介質(zhì)的瞬態(tài)波53
4.2示例2：一維縱向拉伸中的波56
第5章簡諧波58
5.1諧波58
5.1.1相速度與質(zhì)點速度59
5.1.2駐波59
5.1.3基頻60
5.2簡單諧波振蕩器61
5.3諧波振蕩62
5.3.1諧波振蕩的基本性質(zhì)62
5.3.2諧波振蕩傳播的能量63
5.3.3示例：計算諧波中的能量通量64第6章向量和張量及應(yīng)用示例66
6.1向量和張量66
6.1.1向量66
6.1.2張量68
6.1.3示例：向量的張量表達68
6.1.4場的張量表示及示例74
6.2動彈性力學中的問題陳述77
第7章基于位移位推導(dǎo)的彈性波方程83
7.1彈性波方程的導(dǎo)出83
7.2示例：應(yīng)用位移位推導(dǎo)波動方程85
7.3拉普拉斯方程88
第8章介質(zhì)及界面附近的波傳播89
8.1平面波在無限介質(zhì)上的傳播89
8.2平面波在介質(zhì)分界面上的反射和折射90
8.3界面附近的波傳播—面波92
8.3.1瑞利面波的推導(dǎo)92
8.3.2勒夫波的推導(dǎo)95
第9章波的速度頻散98
9.1簡諧振子的運動方程98
9.2簡諧振子的運動方程物理含義100
9.3色散：相速度與群速度105
第10章應(yīng)力波的研究與應(yīng)用舉例109
10.1聲波109
10.1.1多普勒效應(yīng)110
10.1.2聲爆112
10.2水波114
10.2.1潮汐115
10.2.2科里奧利力117
10.3基于地震波AVO響應(yīng)預(yù)測寺河煤礦煤層含氣量126
10.3.1 AVO屬性的計算原理127
10.3.2寺河煤礦含氣量預(yù)測的AVO反演流程128
10.3.3寺河煤礦煤層含氣量預(yù)測成果134
第11章結(jié)語137
習題141
參考文獻143
附錄144
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