本书系统地介绍了应力波的基本理论。首先介绍了弹性波的基本概念，包括弹性、应力、应变和胡克定律等，然后通过运动方程推导弹性固体中的应力波传播方程，包括平面波、均匀杆中的纵波、杆的纵向冲击等；还深入讨论了弹性固体中的其他波，如瑞利面波和弹性波在自由边界的反射，借助线性化理论，进一步深化对弹性波的理解。此外，还介绍了运用张量推导基于位移函数的弹性波方程。最后，探讨了弹性波的实际应用实例，包括在声波和水波等领域的应用。附录部分提供了泰勒定理、高斯定理和傅里叶级数等数学基础知识。
通过学习本书，读者可以深入了解应力波理论及其在地球物理学、地质工程等领域的应用，为解决实际问题提供有力的支持。
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2000.9-2004.7 中国矿业大学（北京） 本科 地质工程
2004.9-2007.1 中国矿业大学（北京） 硕士研究生 地质工程
2007.2-2010.1 中国矿业大学（北京） 博士研究生 地球探测与信息技术2010.2-2012.4 中国矿业大学（北京） 博士后 地球探测与信息技术
2012.4-2014.6 中国矿业大学(北京) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室 讲师
2014.7-2022.7 中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院 副教授
2022.7-至今 中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院 教授晋城矿区煤矿隐蔽致灾地质因素智能探测技术，2019年度绿色矿山科学技术一等奖，获奖人员：邹冠贵，都海龙，彭苏萍，徐建兵，赫云兰，师素珍，王文林，赵惊涛，李林，卢勇旭，卫金善，崔凡，杨新亮，郑晶，李磊 [2]1.第四届煤炭工业技术委员会-资源勘查与地质保障专家委员会委员、联络员，2021.05-2028.05
2.中国地质学会第六届青年工作委员会青年委员，2021.11-2025.11
3.中绿盟标准化工作委员会委员，2021.12-至今
4.北京市地球物理学会理事，2021.1-至今
5.中国地球物理学会，注册地球物理工程师
目录
自序一
自序二
第1章应力波的弹性理论基础1
1.1杆的拉伸应力与拉应变1
1.2杆的横向收缩2
1.3矩形六面体上的剪应力3
1.4三维情况下的胡克定律6
1.5静力平衡方程与相容性10
1.5.1三维静力平衡方程10
1.5.2二维静力平衡方程11
1.5.3边界条件11
1.6位移和边界条件的确定15
1.7连续体运动的材料和空间描述17
第2章
弹性固体中的体波传播22
2.1体波波动方程及其位移形式22
2.1.1弹性固体中波动方程的位移形式22
2.1.2位移场的分解23
2.2弹性介质中的平面波26
2.2.1平面波解的一般形式26
2.2.2平面波的动能与势能27
2.2.3能量密度28
2.3均匀杆中的纵波31
2.4杆的纵向冲击35
2.5应力波产生的破裂——有趣的霍普金森实验37
第3章
弹性固体中界面附近的波40
3.1界面附近是否存在第三种波？40
3.1.1瑞利面波40
3.1.2过同一点的不同界面上应力向量之间的联系41
3.1.3推导瑞利面波的边界条件42
3.1.4勒夫波与斯通莱波46
3.2弹性波在自由边界的反射和折射46
3.2.1弹性波在自由界面的反射46
3.2.2弹性波在自由界面的折射51
第4章弹性应力波的线性化理论53
4.1示例1：均匀各向同性介质的瞬态波53
4.2示例2：一维纵向拉伸中的波56
第5章简谐波58
5.1谐波58
5.1.1相速度与质点速度59
5.1.2驻波59
5.1.3基频60
5.2简单谐波振荡器61
5.3谐波振荡62
5.3.1谐波振荡的基本性质62
5.3.2谐波振荡传播的能量63
5.3.3示例：计算谐波中的能量通量64第6章向量和张量及应用示例66
6.1向量和张量66
6.1.1向量66
6.1.2张量68
6.1.3示例：向量的张量表达68
6.1.4场的张量表示及示例74
6.2动弹性力学中的问题陈述77
第7章基于位移位推导的弹性波方程83
7.1弹性波方程的导出83
7.2示例：应用位移位推导波动方程85
7.3拉普拉斯方程88
第8章介质及界面附近的波传播89
8.1平面波在无限介质上的传播89
8.2平面波在介质分界面上的反射和折射90
8.3界面附近的波传播—面波92
8.3.1瑞利面波的推导92
8.3.2勒夫波的推导95
第9章波的速度频散98
9.1简谐振子的运动方程98
9.2简谐振子的运动方程物理含义100
9.3色散：相速度与群速度105
第10章应力波的研究与应用举例109
10.1声波109
10.1.1多普勒效应110
10.1.2声爆112
10.2水波114
10.2.1潮汐115
10.2.2科里奥利力117
10.3基于地震波AVO响应预测寺河煤矿煤层含气量126
10.3.1 AVO属性的计算原理127
10.3.2寺河煤矿含气量预测的AVO反演流程128
10.3.3寺河煤矿煤层含气量预测成果134
第11章结语137
习题141
参考文献143
附录144
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