地球介质力学  071M5005H

学期:2017—2018学年(秋)第一学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:罗纲
授课时间: 星期五, 第5、6、7节
授课地点: 教2-327
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15
课程编号: 071M5005H 课时: 40 学分: 2.5
课程属性: 专业普及课 主讲教师:罗纲
英文名称: Mechanics of the Earth Medium

教学目的、要求

本课程为地球物理专业博士、硕士研究生的学科基础课,主要为地球物理专业及地质、海洋与大气等相关专业的研究生介绍固体力学与流变学的基本内容。从连续介质力学的观点运用简洁的数学表示方法阐述了固体弹性,粘弹性,流变等特性,目的是通过上述内容的学习,使学生了解连续介质力学的研究方法,并运用它去处理地球介质受外力作用下的运动,变形和应力。

预修课程

高等数学,普通物理,数理方程

教 材

主要内容

概论及课程简介 (共1学时)
课程内容简介,课程安排,考核标准,地球介质力学简介

第一章 张量分析(共2学时)
复习标量和矢量,介绍张量 (1学时)
坐标变换,笛卡尔张量的解析定义,正交张量,张量代数,张量的矩阵表示,张量不变量,张量方程的意义,张量分析(2学时)

第二章 应力应变分析(共7学时)
应力应变的基本概念(1学时)(教学重点)
平面应力,应力莫尔圆,拉梅应力椭球,应力张量,主应力与应力不变量;平面应变,无限小应变分量的几何解释,应变张量,主应变与应变不变量(5学时)(教学重点)

第三章 连续介质力学基本方程(共4学时)
质量方程,动量方程,动量矩方程,能量方程,本构方程,推导及物理意义(教学重点)

第四章 线弹性力学(共8学时)
广义虎克定律,各向同性弹性体,弹性力学基本方程,平面问题,三维问题,圆柱(3学时)
弹性动力学问题,地震波(3学时)(教学重点)
地应力测量以及全球应力场(2学时)

第五章 流变学(共18学时)
粘度,粘弹性体,马克斯威尔模型,开尔文模型等等,基本方程,蠕变与松弛,粘弹性模型在地球动力学中的应用(12学时)(教学重点、难点)
    粘性流体,线性的牛顿粘性流体,非线性粘性流体(3学时)(教学重点、难点)
    使用粘弹性体、粘性流体模拟地球动力学问题(3学时)(教学重点、难点)

参考文献