地震學(xué)原理與應(yīng)用

前言

　　2008年是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)建校五十周年。為了反映五十年來辦學(xué)理念和特色，集中展示教材建設(shè)的成果，學(xué)校決定組織編寫出版代表中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教學(xué)水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共組織選題281種，經(jīng)過多輪、嚴(yán)格的評審，最后確定50種入選精品教材系列。　　1958年學(xué)校成立之時，教員大部分都來自中國科學(xué)院的各個研究所。作為各個研究所的科研人員，他們到學(xué)校后保持了教學(xué)的同時又作研究的傳統(tǒng)。同時，根據(jù)“全院辦校，所系結(jié)合”的原則，科學(xué)院各個研究所在科研第一線工作的杰出科學(xué)家也參與學(xué)校的教學(xué)，為本科生授課，將最新的科研成果融入到教學(xué)中。五十年來，外界環(huán)境和內(nèi)在條件都發(fā)生了很大變化，但學(xué)校以教學(xué)為主、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針沒有變。正因為堅持了科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合的方針，并形成了優(yōu)良的傳統(tǒng)，才培養(yǎng)出了一批又一批高質(zhì)量的人才。　　學(xué)校非常重視基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)的傳統(tǒng)，也是她特別成功的原因之一。當(dāng)今社會，科技發(fā)展突飛猛進(jìn)、科技成果日新月異，沒有扎實的基礎(chǔ)知識，很難在科學(xué)技術(shù)研究中作出重大貢獻(xiàn)。建校之初，華羅庚、吳有訓(xùn)、嚴(yán)濟(jì)慈等老一輩科學(xué)家、教育家就身體力行，親自為本科生講授基礎(chǔ)課。他們以淵博的學(xué)識、精湛的講課藝術(shù)、高尚的師德，帶出一批又一批杰出的年輕教員，培養(yǎng)了一屆又一屆優(yōu)秀學(xué)生。這次入選校慶精品教材的絕大部分是本科生基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的教材，其作者大多直接或間接受到過這些老一輩科學(xué)家、教育家的教誨和影響，因此在教材中也貫穿著這些先輩的教育教學(xué)理念與科學(xué)探索精神?！　「母镩_放之初，學(xué)校最先選派青年骨干教師赴西方國家交流、學(xué)習(xí)，他們在帶回先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的同時，也把西方先進(jìn)的教育理念、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等帶回到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，并以極大的熱情進(jìn)行教學(xué)實踐，使“科學(xué)與技術(shù)相結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合”的方針得到進(jìn)一步深化，取得了非常好的效果，培養(yǎng)的學(xué)生得到全社會的認(rèn)可。這些教學(xué)改革影響深遠(yuǎn)，直到今天仍然受到學(xué)生的歡迎，并輻射到其他高校。在入選的精品教材中，這種理念與嘗試也都有充分的體現(xiàn)。

內(nèi)容概要

這是一本以地震學(xué)的基本原理為主，兼顧應(yīng)用的基礎(chǔ)理論教材；系統(tǒng)介紹了與天然地震有關(guān)的基本概念與定量研究天然地震的基本方法；根據(jù)連續(xù)介質(zhì)中彈性波傳播理論，著重討論利用地震波研究地球內(nèi)部構(gòu)造的基本理論和方法，以及目前人們對地球內(nèi)部構(gòu)造的了解；對天然地震產(chǎn)生的機(jī)制和地震活動的主要特征以及地震預(yù)測等問題做適當(dāng)介紹；特別注意在物理概念的引入以及數(shù)學(xué)模型建立方面的介紹，充分強(qiáng)調(diào)基本模型、概念與嚴(yán)格、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論之間的結(jié)合，使讀者了解數(shù)學(xué)與地球科學(xué)中物理模型之間的關(guān)系，初步掌握運用數(shù)學(xué)理論定量描述、處理地震學(xué)中相關(guān)問題的方法。 本書可供高等學(xué)校地球物理專業(yè)師生，以及從事地球物理學(xué)、地震學(xué)研究的相關(guān)人員參考。

書籍目錄

總序序前言第1章  地震學(xué)簡介  1.1  天然地震和地震學(xué)  1.2  地震學(xué)的主要內(nèi)容  1.3  地震學(xué)的主要應(yīng)用第2章  宏觀地震調(diào)查  2.1  伴隨地震發(fā)生的自然現(xiàn)象  2.2  地震強(qiáng)度  2.3  地震的宏觀調(diào)查第3章  地震波傳播  3.1  主要簡化假設(shè)和基本理論內(nèi)容  3.2  平面波在平界面上的反射、折射第4章  地震面波  4.1  基本模型  4.2  Rayleigh面波  4.3  Love面波  4.4  頻散方程的相長干涉解釋  4.5  面波的頻散  4.6  地球上的面波和導(dǎo)波  4.7  面波與地殼、上地幔構(gòu)造的研究第5章  地球自由振蕩  5.1  基本方程  5.2  邊條件  5.3  運動方程的求解  5.4  觀測和應(yīng)用第6章  地震射線  6.1  波動理論向射線理論的過渡  6.2  近震地震射線與地殼構(gòu)造  6.3  遠(yuǎn)震地震射線及地球深部構(gòu)造  6.4  地球內(nèi)部的速度分布第7章  地震波的激發(fā)和震源機(jī)制  7.1  地震斷層和震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)  7.2  地震波輻射源的理論模式  7.3  震源破裂過程第8章  地震活動的主要特征及成因假說  8.1  地震活動的特點  8.2  地震成因假說第9章  地震預(yù)測  9.1  概說  9.2  預(yù)測方法  9.3  觸發(fā)問題及其在預(yù)報上的應(yīng)用  9.4  政府機(jī)構(gòu)發(fā)布地震預(yù)報的實例  9.5  孕震模式的研究  9.6  地震預(yù)測的難點附錄A  與地震烈度有關(guān)的參數(shù)附錄B  笛卡爾張量附錄C  矢量、微分算符，場論概要附錄D  正弦大于1時所對應(yīng)的復(fù)數(shù)角度參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　地震引發(fā)的災(zāi)害粗略地可以分為兩類：直接災(zāi)害和問接災(zāi)害，直接災(zāi)害主要是指機(jī)械性的地振動搖晃建筑物，造成建筑物開裂、倒塌，引發(fā)地震的構(gòu)造應(yīng)力也會使自然地貌變形，地震斷層、地裂縫等加重了破壞，間接災(zāi)害，又稱次生災(zāi)害，包括海嘯、堤壩坍塌釀成水災(zāi)，火爐傾覆、電線短路引起火災(zāi)，公共設(shè)施破壞、財產(chǎn)毀滅引發(fā)諸多社會問題，等等。　　1.1.2 地震學(xué)是研究地球震動及其有關(guān)現(xiàn)象的一門科學(xué)　　狹義的地震是指天然地震；廣義的地震是泛指一切地振動，而起因比較清楚的固體潮汐，不屬于地震學(xué)研究的范疇，地震學(xué)是在研究天然地震的過程中形成的，主要是圍繞天然地震的研究發(fā)展起來的，第二次世界大戰(zhàn)后偵察核爆試驗計劃的實施（VelaProject），大陸漂移、海底擴(kuò)張、板塊構(gòu)造三部曲組成的新地球觀的形成，20世紀(jì)60年代破壞性地震頻頻發(fā)生，地震預(yù)測預(yù)報的迅速開展，等等，都促進(jìn)了地震學(xué)的發(fā)展，與地震有關(guān)的新現(xiàn)象也多有發(fā)現(xiàn)?！　。?）地震現(xiàn)象非常復(fù)雜，地震學(xué)的內(nèi)容十分豐富　　引起地震的因素很多，就其起因而言，有天然的和人工的，天然地震驅(qū)動力的來源，又有內(nèi)、外源之分，內(nèi)源中最重要的是大地構(gòu)造活動、火山爆發(fā)等；外源，如隕石落地、風(fēng)暴等，人工地震中最重要的是爆炸、核爆試驗、人類活動引起的振動（如：重型車輛的運動、火箭發(fā)射）等，顯然，其中許多因素與人類的利益直接有關(guān)，是人們極其關(guān)心的事情，　　與地震有關(guān)的現(xiàn)象也是復(fù)雜多樣的，最初對地震現(xiàn)象只是記載、描述和初級的統(tǒng)計研究，早期的地震學(xué)主要研究震源區(qū)如何激發(fā)地震波、地震波又如何在地球中傳播以及如何接收和分析地震動，總之，以觀測和研究地震波為主，但是，隨著地震學(xué)的深入發(fā)展，它與其他學(xué)科相結(jié)合，對地震前孕震區(qū)引發(fā)的前兆現(xiàn)象也進(jìn)行了各種研究，因此，與地震有關(guān)的現(xiàn)象可以分為：孕震過程中的前兆現(xiàn)象、發(fā)震時的地震效應(yīng)和大震后的震后現(xiàn)象。

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