钻孔应变台站记震能力研究

以昌平台体应变为例,研究了体现钻孔应变台站记震能力的方法,并对计算步骤和处理方法进行了说明.选取20套中国大陆观测时间较长且数据较好的钻孔体应变仪观测记录作为研究对象,计算出其各自的记震能力线,给出各台对6级地震的响应范围.此公式不仅可以量化钻孔应变仪的对地震的反应能力,而且是对地震仪器的一种新的科学评估方法.同时,基于地震前兆释放能量小于地震发生时释放的能量的基本理解,此结果对于确定地震前兆的位置和震级范围也有参考价值.     

岩石破裂的前兆变形率、前兆应力降及临震前兆

本文运用测定岩石应力-应变全过程曲线的新方法,进行了非稳态加载情况下岩石破裂过程的试验研究,并通过对试验机与岩样组成的共同作用系统的稳定性分析,从实验和理论上探讨了胞性岩石破裂的前兆应力降和前兆变形规律,定量地阐述了产生这些前兆现象的原因及其与地震前兆的联系。分析表明,前兆变形率比前兆变形更能反映主破裂前兆现象的强烈程度。     

应变观测中地震前兆异常量级初探

本文从震例经验,同震阶变及理论探讨推估了应变观测中的可能前兆异常量级,认为在强震源区为10~(-7)～10~(-8)左右。考虑到异常量随震中距的立方关系衰减,故在外场所能接收到的前兆异常量就更小些。     

钻孔体应变高采样率观测实验

分析TJ-2型钻孔应变仪记录与测震仪记录的结果表明:该应变仪对于100 Hz的采样率有良好的频率响应,能够记录完整的地震波;从近震到极远震,其频响范围与测震仪基本一致,且频响的变化一致性很好,在一定的约束条件下,应变地震波与地震波在时域与频率域能够高度吻合;但该应变仪记录的S波较弱。     

PBO钻孔应变同震响应分析

以2017-09-08墨西哥8.1 级地震为例，分析14个PBO综合钻孔应变仪和地震仪同址记录的地震波信号，结果表明，应变仪记录的地震波符合射线传播规律。对不同震中距的站点进行基于S变换的应变仪与地震仪的同震响应特征分析，二者同震响应一致性较好，应变仪频段主要在0.25 Hz以下。取震后1 h应变数据进行分析发现，同震阶段应变主方向指向震中。     

芦山M7.0地震前姑咱台钻孔应变观测异常

芦山M7.0地震前数天,姑咱台YRY-4型钻孔应变仪记录到显著的异常变化。对照异常变化的形态特征,可以首先排除建设楼房、修整操场和开凿隧道等影响。最可能的干扰剩下两个:台站观测院门前的道路施工和水库蓄、放水导致大渡河水位变化。结合实地调查,对比应变和测震观测的相关性、应变和大渡河流量变化的相关性,以及对观测应变变化特征的分析,姑咱台的观测异常不是这两种干扰因素的影响,应该与芦山地震有成因联系。     

抽水干扰对易县地震台钻孔应变观测影响分析

对2014-12-05易县地震台YRY-4分量式钻孔应变出现的固体潮短临异常变化进行分析,结果表明,此次短临前兆异常由台站抽水造成,同时分析抽水因素对地应力的影响幅度。     

分量式钻孔应变观测的最佳方案

针对现有四分量钻孔应变仪观测准确性自检不完整的问题,着眼于钻孔应变仪的未来发展,在理论上推导出n≥3分量水平等间隔钻孔应变观测方案的面应变、N向差应变和N向剪应变的一般化公式,并定性评价其准确性自检能力。若仅考虑面应变观测的准确性自检,现有的四分量钻孔应变仪是最佳方案;若考虑观测准确性的全面自检,即同时进行面应变和剪应变的准确性自检,那么六分量是最佳方案。针对六分量方案,给出面应变和剪应变的准确性自检公式。     

分量应变和体应变可靠性检验及特殊事件影响对比分析

对泰安台不同类型钻孔应变仪的产出资料进行研究,分析分量应变仪的自检可靠性及其与体应变资料的相关性,以及在抽水干扰情况下的相关性。RZB-3仪两组互相正交的分量应变之和S1+S3、S2+S4的自检相关性达到0.999 9,其与体应变的相关性达到0.998以上。但在抽水干扰情况下,S1+S3、S2+S4自检相关性及与体应变的相关性均较差。     

分量式钻孔应变观测线性频响范围的影响因素研究

针对分量式钻孔应变观测技术的动态响应问题,引入钻孔对平面弹性波的水平散射模型,研究分量式钻孔应变观测对入射P波的线性频响,继而研究岩石泊松比对线性频响范围的影响。结果表明,随着岩石泊松比的增加,钻孔线性频响带宽会变窄,但仍然大于目前仪器的采样频率,所以利用高频钻孔应变仪研究地震波是可行的。     

美国板块边界观测(PBO)中的钻孔应变观测设备

介绍美国的板块边界观测(PBO)项目中的钻孔应变观测和钻孔应变观测设备,如钻孔应变仪、钻孔应变仪的辅助观测设备、数据采集、数据传输、电源系统、仪器的防护装置等,并介绍其技术要求.     

基于四分量钻孔应变资料的区域应变场特征分析

基于山西北部忻州地区5套四分量钻孔应变仪观测资料,计算小时值、1 d、5 d和30 d均值的应变参数,并利用维尼迪科夫调和分析法计算潮汐因子。结果显示,5个测点的最大主应变ε₁、最小主应变ε₂、面应变ε_a和剪切应变ε_s的变化率相对恒定,主方向φ大体不变,潮汐因子玫瑰图变化也较小,表明该区域应变场处于较为稳定的状态。本文研究结果与该区当前地震活动特征、震源机制及断层活动性基本一致。     

关于应变地震仪的探讨

本文推导了应变仪的频率特性。详细讨论了应变地震仪的各种特性,并与摆式地震仪进行了比较。最后提出了一种将伸缩仪拓展为长周期的应变地震仪的初步设想。     

两种应变仪的面应变观测资料的比对研究

对徐州地震台的YRY-4型分量式和TJ-2型体积式钻孔应变仪,2008—2010年的面应变原始观测曲线、年变曲线、降雨干扰曲线、气压影响曲线和固体潮汐观测结果进行了比对研究,并计算了各自的相关系数和影响系数,总结了二者的共性和差异。     

潮汐线应变观测的地表平面应变状态

提出了由潮汐线应变的组合观测资料获取地表平面应变状态和对潮汐剪切应变进行数值模拟的方法。计算了我国部分潮汐应变观测点的理论应变状态和观测应变状态，并对结果进行了比较分析，为深入研究地震前兆的物理力学机制和观测台网的优化提供理论依据     

2017-08-09新疆精河Ms6.6地震附近区域相对应变的变化分析

2017年精河M_S6.6地震震前，尼勒克、巴伦台和小泉沟台钻孔应变仪记录到显著的应变变化，经现场落实确认，异常是可靠的。根据这3个台的记录资料计算相对应变的变化，结果表明，地震前最大（小）主应变大小和方向分别出现明显加速和急剧偏转变化。此外还发现，相对应变场异常期间主方向与震源机制解P轴方位较为一致。     

九江地震台异源流体力加卸载过程的应变分析

对九江地震台大气降雨、浅层抽水和深层含水层应力释放对区域应变场影响的分析表明,九江台应变观测对局部应力应变场有较强的敏感性,有可能捕捉到强震的区域应力应变场变化过程,但目前要区分非地震因素和地震前兆孕育过程的影响还较为困难.     

地震前兆特征与岩样剪切应变率异常数值模拟

利用拉格朗日元法(FLAC)模拟了岩样的宏观力学行为、剪切应变率异常及演化。在峰值强度岩石的本构模型分别取线弹性模型及应变软化模型的条件下,得到如下结论：1)在弹性阶段之后,应力-时步曲线具有一定的周期性。与地震复发的周期性类似。在加载过程中,形变场由均匀逐渐向不均匀转变．最终形成交叉的剪切带网络。被该网络所包围的试样中部可视为背景空区．在空区之外,地震群比较活跃。在应变硬化阶段。可以从未来震源观测到前兆一剪切应变率异常条带。2)在中期阶段之后,空区内地震活动的开始增强明显要比空区外地震活动增强晚。地震的迁移是由外向内。3)短期阶段则相反：在硬化阶段．剪切带内外的剪切应变率的差别不很显著。试样处于相对平静状态。在软化阶段,若采用剪切应变率最大的位置作为震源．可确定震源在试样的中部。源兆和场兆都集中在老断层上。     

关于在土层中进行钻孔应变观测的可行性问题

在土层中开展钻孔应变观测实验是地球动力学以及地震预报研究的需要.能否观测到固体潮对该实验的成功与否起决定作用.土层与岩层的主要区别是其疏松性.由此造成的压密永久变形问题,可以通过在适当深处以下安装探头来解决.同时,因为土在小变形动态载荷下呈现弹性,而固体潮应变变化量级为10-8左右,所以探头并不需要安装在太深的地方.理论分析的结果是,虽然钻孔应变仪在土层中观测应变变化的灵敏度小于岩层,但是因为在相同的应力下,土层弹性变形比岩层大得多,所以在整体效果上是有利于在土层中观测到固体潮的.孔隙水的变化会给钻孔应变观测带来严重干扰,钻孔应变探头的深度应该避开地下水位变动范围.如何能在土层中观测到固体潮,最终需要通过实验来说明.     

用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向

以福建漳州台深井观测资料为例,探讨用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向。依据观测资料的特征,把动态应变场分解为背景应变场和附加应变场。为了研究附加应变场主应变方向的变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,计算了主应变方向矢量,绘制了矢量轨迹图,结果为顺时针旋转的椭圆。在2010年3月4日台湾高雄6.7级地震前,矢量轨迹图有比正常情况更零乱、离散的现象。