1、巖石物理學一、課程說明一、課程說明課程編號： 010337z10課程名稱：巖石物理學/ rock physics課程類別：專業教育課程（專業課）學時/學分：32/2先修課程： 巖石學 ， 地質學 ， 力學適用專業： 地球物理學等教材、教學參考書：1. 陳颙，黃庭芳，劉恩儒編著，合肥：中國科學技術大學出版社,2009；2. 席道瑛， 徐松林， 巖石物理學基礎， 合肥： 中國科學技術大學出版社,2012；3. 孫建國，巖石物理學基礎，北京：地質出版社，20064. 馬瑾，構造物理學概論，北京：地震出版社，1987二、課程設置的目的意義二、課程設置的目的意義巖石物理學課程為地球物理學專業設立的專業基

2、礎課之一。 巖石是構成地球最基本的材料，研究地球上的諸多現象和過程，都離不開對巖石物理性質的理解和認識。不僅如此，凡是研究涉及有關地球的能源、資源、環境和災害等問題時， 也都要求對巖石的物理性質有清楚的認識。課程設置的目的是讓學生掌握巖石物理學的基本實驗事實和基礎理論， 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、巖石的強度、巖石的輸運特性、巖石的電性和磁性等。 通過該課程的學習，學生能夠運用所學知識從事理論地球物理相關的工作，同時為地球物理專業學生架起了物理學、地質學的橋梁，非常有利于進行后期的反演資料解釋。三、課程的基本要求三、課程的基本要求知識要求：知識

3、要求：(1)具備必要的地質學、巖石學知識； （2）具備必要的實際動手能力。 （3）具備必要的數據統計和分析能力。能力要求：能力要求：掌握巖石的基本分類，以及巖石物理學的研究方法；掌握應力，應變，巖石的本構關系，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，彈性波在飽和巖石中的傳播， 線性多孔彈性力學； 理解有效應力定律， 摩擦滑動和巖石變形的穩定性問題；掌握巖石強度實驗，強度與圍壓的關系，強度與溫度的關系。具備收集、分析、判斷、 選擇國內外相關技術信息的能力； 能閱讀本專業書刊以及用外語進行學術交流能力。素質要求：素質要求：熟悉本領域已有的知

4、識和國內外發展現狀， 能夠運用所學知識獨立從事科學研究。具有嚴謹求實的科學態度和面向未來的開拓進取精神。第 1 頁/ 共 3 頁四、教學內容、重點難點及教學設計四、教學內容、重點難點及教學設計章節章節教學內教學內容容學時分配學時分配總總學學講課講課實實時時( (含研討含研討) )踐踐教學重點教學重點教學難點教學難點教學方案設計教學方案設計（含教學方法、（含教學方法、教學手段）教學手段）介紹火成巖，沉積巖，變質巖，成巖旋回的成巖過程，簡要給出巖石物理學的內容，以及相關的正演問題和反演問題，和巖石物理學的研究方法介紹力和應力,主應力與莫爾圓，地應力；介紹位移矢量和應變張量，線應變、角應變和體積應變

5、和應變率等不同的應變，以及巖石的本構關系和巖石的蠕變。介 紹 巖 石 中 的波，波速的測量結果，巖石中波的衰減；分析衰減 與 頻 率 的 關系，衰減和壓力的關系，并給出理論解釋。分析巖石中的孔隙， 裂紋和孔洞，巖石、礦物和孔隙流體的彈性參數等，給出流體靜壓力下巖石中孔洞對彈性的影響。第 1 章巖石的分類44地球上的巖石和礦物，巖 石 的 分0類，巖石的特點，研究巖石物理學的意義巖石物理學的內容，正演問題和反演問題，巖石物理學的研究方法。第 2 章巖石的變形44應力， 應變，巖石的本構巖石樣品，三軸壓0關系，巖石縮實驗的蠕變，巖石實驗第 3 章巖石中波的傳播和衰減42巖 石 中 的波，巖石中波速

6、的測量計算波速的空間2結果，巖石平均模型，衰減模中 波 的 衰型減 ， 理 論解釋二相體的彈性，流體靜壓下巖石中裂紋對彈性0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 表現，彈性波0在飽和巖石中的傳播，線性多孔彈性力學差應力作用0下巖石的特第 4 章巖石的彈性44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，彈性波速度的變化第 5 章孔隙流體的作用44介紹流體靜壓力下飽和巖石的彈線性多孔彈性力性表現，彈性波學在飽和巖石中的傳播，線性多孔彈性力學。有效應力定律分 析 巖 石 的 斷裂，脆性斷裂，第 6 章巖石的斷裂44第 2 頁/ 共 3 頁章節章節教

7、學內教學內容容學時分配學時分配總總學學講課講課實實時時( (含研討含研討) )踐踐教學重點教學重點教學難點教學難點第 7 章巖石的摩擦42巖石的第 8 章強度， 其他特性合計443228性，脆性斷裂(brittlefracture) ，巖石斷裂力學，流體對斷裂的影響摩擦，巖石的摩擦，摩擦滑動和巖石變形的穩2定性問題，黏滑(stick-slip)和穩定滑動巖石強度實驗，強度與0圍 壓 的 關系，強度與溫度的關系4教學方案設計教學方案設計（含教學方法、（含教學方法、教學手段）教學手段）巖石斷裂力學，流體對斷裂的影響，給出孔隙壓力，有效應力定律等。介 紹 巖 石 的 摩擦， 拜爾利定律，摩擦滑動和巖

8、石失穩準則，失穩變形的穩定性問條件；分析黏滑題(stick-slip) 和 穩定滑動。通過數據分析，強度與溫度的關給出巖石強度與系圍壓的關系，與溫度的關系。五、實踐教學內容和基本要求五、實踐教學內容和基本要求序號序號實驗一實驗二實驗內容實驗內容彈性波在二相體巖石中的傳播巖石摩擦實驗驗證拜爾利(byerlee)定律實驗學時實驗學時22實驗地點實驗地點巖石物理實驗室巖石物理實驗室實驗設備實驗設備高精度巖石波速檢測儀高靈敏度摩擦系數測試儀六、考核方式及成績評定六、考核方式及成績評定教學過程中采取講授、討論、專題辯論、課堂作業及實驗教學等方式進行，注重過程考核， 考核方式包括： 筆試、 實驗操作、 作業、 課堂互動、 專題辯論等；過程