海原小山四分量钻孔应变观测相对标定和异常判定

对宁夏海原小山yRy-4型钻孔应变仪进行实地相对标定后,数据比标定前有明显好转,资料的相关性显著增强,这验证了海原小山钻孔应变观测资料具有较高的可信度。相对标定后的潮汐因子灵敏度明显提高,稳定度明显改善,出现显著的同步变化趋势,相关性明显增强,各元件均有正常背景。对比钻孔应变各元件观测数据变化曲线,在固原ML3.8级与定西ML6.6级地震震前出现的扭曲、转折、恢复现象,是地震前地下应变积累和调整所致,表现出明显震前的短临异常变化。释放能量较小的地震,曲线扭曲、下降、转折的异常变化幅度较小,反之变化较剧烈,但短临异常变化的时间基本在震前10至15天之间。     

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据。利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高。对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高。综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源。     

四川四分量钻孔应变观测数据精度评价

利用邱泽华等给出的观测数据和回归分析方法,计算钻孔应变仪四分量元件的相对标定系数,并根据偏差计算自检内精度等指标,对观测数据进行质量评价。选取2017年四川四分量钻孔应变观测台网记录资料,结合四分量钻孔应变仪观测特点,计算并分析应变观测仪相对标定自检内精度,客观评价观测数据精度,结果发现,2017年仁和台四分量钻孔应变数据各月及全年相对标定系数K_i最大,偏差s最小,自检内精度数值最小,表明该台钻孔应变观测数据精度最高。分析认为,相对标定自检内精度可如实反映台站记录资料的可信度,可以更好、更客观地评价台站四分量钻孔应变观测资料质量。     

天水钻孔应变可靠性分析及映震效能检验

通常利用4个元件的读数计算2个面应变数值及相关系数值（数据自检）对天水北道四分量钻孔应变仪观测数据进行可靠性检验,虽然自检效果差,但映震效能好。通过实地相对标定校正元件灵敏度,对观测数据进行校正,获得校正后的自恰性检验结果;根据不同震例情况,采用超限率方法和S变换方法分析校正后数据的映震效果,进一步论证观测资料的可靠性。结果表明,经过实地相对标定后天水钻孔应变观测数据自洽性提高,原始曲线中的异常变化形态在经过超限分析和高频分析后也异常显著,映震效能好,能够真实反映所处区域的构造活动和应变,对甘东南地区地震危险性有很好的地震指示意义,可以更好地用于区域地震预测和地震科学研究。     

榆树沟分量钻孔应变资料可靠性检验与分析

利用固体潮调和分析和分量应变自检公式,对榆树沟地震台分量钻孔应变观测资料的可靠性进行检验分析。分析结果显示:(1)榆树沟分量应变仪两组互相正交的分量应变之和S_1+S_3、S_2+S_4的自检相关性达到0.999 1;(2)各分量(除东西向)观测精度均小于0.05,达到中国地震局形变I类台的标准。分析认为,除春季融雪对观测精度有影响外,该台分量钻孔应变资料有较高的可靠性。     

易县地震台四分量钻孔应变观测震前异常特征

通过对河北易县地震台钻孔应变资料进行处理,发现在2014年9月6日涿鹿4.3级和2015年9月14日昌黎4.2级地震前,该台四分量钻孔应变观测到显著前兆异常变化,与2012年5月28日唐山4.8级地震前出现的异常相似度较高,异常形态均表现为"来快去慢",均在极值附近维持数日后,逐渐恢复原值过程中发生地震。     

东平台分量应变与体应变可靠性分析及特殊事件影响对比

本文通过四分量自检、相对标定内精度分析对东平地震台YRY-4钻孔分量应变观测资料进行可靠性分析,并结合滑动相关性计算、潮汐因子内精度对2套仪器数据进行了对比,证明YRY-4钻孔分量应变2面应变相关性高,相关系数接近1,相对标定内精度高,与体应变数据整体趋势一致。2套仪器观测环境一致,运行稳定,数据正常可靠,但也存在降雨、场地干扰特殊时段曲线表现不一致的情况。针对2种特殊情况结合相关性计算、S变换进行了对比分析。结果表明,降雨时段,因钻孔条件差别较大,2套仪器数据相关性较差,接近0;场地干扰时段,2套仪器观测系统均受到影响,频率域同步出现干扰信号,影响数据曲线形态及潮汐因子精度,但2套仪器面应变相关性达0.91。综合分析,东平台钻孔应变仪与体应变2套仪器观测系统是可靠稳定的。      

易县地震台分量钻孔应变观测数据分析

选取易县地震台YRY-4型分量式钻孔应变仪2012—2020年观测数据,进行Venedikov调和分析,并对2015—2020年四分量数据S₁、S₂、S₃、S₄进行自洽检验,发现应变观测数据连续性、可靠性较高。选取该台2018—2019年钻孔应变原始数据S₁、S₂、S₃、S₄,利用面应变S₁ + S₃、S₂ + S₄相关系数,分析河北省3次M_L≥4.0地震前数据异常变化,并利用剪应变S₁ - S₃、S₂ - S₄的大小,分析受抽水干扰的NE分量主应力方位角,判断干扰源方位,结果发现：①面应变与剪应变在地震发生前均会出现异常变化,且剪应变异常变化幅度较大,应与震中相对于观测井的位置有关;②对于受抽水干扰的钻孔应变NE分量,利用剪应变固体潮数据推算主应力方位角,可得干扰源在钻孔应变观测室NW80.96°方位,与实际位置存在一定偏差。     

乌什地震台钻孔应变震前异常特征

新疆乌什地震台分量式钻孔应变观测以来,300 km范围内的2次6级地震和150 km区域内的1次5级地震前,存在较为显著的短期异常。异常特征表现为震前15~24天,4个分量中的两个或两个以上分量张应变或压应变速率同时增大,加速变化后期或结束后7天内发震;震前应变加速且反向,震后应变方向恢复;震前张、压加速应变交替变化。还对乌什钻孔应变与水位观测震前异常变化形态进行了对比分析。     

江宁地震台YRY-4型四分量钻孔应变仪可靠性检验

江宁地震台YRY-4型四分量钻孔应变仪于2006年12月安装运行,多年来积累了大量应变观测数据。采用Venedikov调和及相对标定等方法,从观测数据年变幅度、连续率及稳定性等方面,检验该台钻孔应变可靠性,结果表明,2009年以来,江宁地震台分量钻孔应变观测变仪器运行稳定、可靠,观测资料连续,符合地壳形变观测技术规范要求。     

吉林通化地震台四分量钻孔应变在日本9.0级地震前后的变化特征

基于通化地震台四分量应变观测,通过K-L最佳直线拟合及傅立叶滑动去年周期对数据进行处理,进一步分析日本9.0级地震前后应变变化特征。结果表明,K-L最佳直线拟合和傅立叶滑动去年周期,可以较好地消除通化台应变观测中的长趋势变化项和年变成分,使应力应变的微动态变化更加显著地表现出来;通化台四分量应变在日本9.0级地震前的压性变化与同一构造带的另外两个台站分量应变观测的大幅压性变化一致;日本9.0级地震使通化台面应变出现持续约8个月左右的扩张变化,变化性质与由GPS计算得到的同震位移结果较为一致。     

Observations of remote coseismic stress step-changes

The study on stress triggering and stress shadow is a frontier subject of current seismologic research. One of the problems presently encountered is the lack of reliable observation of real coseismic stress changes at locations remote to the epicenter. At Changping Station near Beijing, coseismic step-changes were recorded for the Mw6.3 Zhangbei quake on 10 January, 1998 and the Mw5.8 Zhangbei quake on 11 March, 1999, by a RZB borehole component strainmeter. Based on analyses of these recordings, this paper shows observed coseismic step-changes of the horizontal component of strain tensor. The strain step-changes reach the order of 10?8 and, correspondingly, stress step-changes reach as high as 10?4 MPa. The results are significantly higher than linear elastic theoretical values. However, as self-checking can be carried out with the 4 groups of data recorded by the 4-component strainmeter, it has proved that the results are reliable.     

青海钻孔应变映震效能研究

利用青海省6套YRY-4分量钻孔应变仪2007—2015年的观测资料,将该地区符合扫描范围的地震从震前异常和同震特征两方面进行研究。结果显示:湟源、德令哈分量钻孔应变差应变曲线地震前大多有短期超差异常;分量钻孔应变仪的同震响应幅度与震级、震中距都有关。同一地震,多台仪器多数情况同震响应幅度与震中距成反比,少数成正比;一般单台仪器同震响应幅度与地震震级成正比关系,震级越大同震响应幅度越大;分量钻孔应变仪的同震响应延迟时间大多与地震震中距成正比,震中距越远同震响应延迟时间越长;分量钻孔应变仪同震响应持续时间与震级基本成正比,震级越大同震持续时间越长。     

对当前四分量钻孔应变观测的审视——以应变不变量为标尺

本文采用摩尔圆模型推导出中国和美国3种不同类型的四分量不同布设的两套钻孔应变的5组观测组合公式,随机选取了25个台站多年的观测资料计算5组最大、最小主应变及主方向,并采用两两相关和回归分析的方法对其一致性进行了检核.计算结果显示:经过大致1—2年时间后,应变不变量变化稳定,主应变及主方向越来越接近;大多数台站5组最大、最小主应变数值之间的相关系数和回归系数接近于1,表明这些仪器记录的应变数据具有客观真实性.5组主方向数值相差较大,本文对此进行了分析,并给出了5组观测组合公式的误差估计,发现主应变计算值的最大均方根误差是有上限的,主方向没有上限.最后对影响钻孔应变5组不变量一致性的一些因素进行了初步探讨.研究结果表明钻孔应变观测技术有其特殊的困难,在经历了半个世纪实践后,取得了重要进展,但仍有一些技术问题亟待解决.     

分量式钻孔应变仪监测的附加应变场面应变分析

根据钻孔加衬模型和应变理论,得出分量式钻孔应变仪观测值不等于实际的线应变,但相互垂直的应变元件观测值之和与面应变成正比例.利用四分量钻孔应变仪的“自检”功能,对观测数据进行校正.以漳州地震台分量式钻孔应变仪资料为例,计算校正系数.校正前后的残差分析结果表明,校正效果明显.     

漳州台深井应变不变量同震响应分析

在解决钻孔应变观测加衬模型的待定常数的基础上,巧妙地利用不变量与坐标系选择无关的性质,推导出了5组观测组合计算不变量的简洁表达式,并以玉树地震为例,选取漳州台深井观测系统的探头上、下端面8分量应变观测单元的观测资料,采用加衬模型分别根据探头上下端面的5组观测组合公式计算了地震当天的最大主应变、最小主应变、最大主应变相应...     

营口地震台伸缩仪和分量钻孔应变仪记录资料比对

本文对先后安装在营口地震台的伸缩仪和分量钻孔应变仪的同步观测数据进行了比对和分析。以地球应变固体潮为参照,确定两种应变观测数据基本一致。证明这两种基线长度和安装方式不同的仪器,观测到的地层应变在固体潮频段具有可比性。     

川滇地区钻孔四分量应变仪记录的同震应变阶分析

通过对比川滇地区6个钻孔四分量应变台站记录的汶川Ms8.0级地震和芦山Ms7.0级地震的同震应变阶,发现结果不满足四分量应变的自检特性,而且两组面应变的同震应变阶的张压性变化不一致,这可能和地震震级有关,也有可能和仪器的自身特性、台站所处断层环境、台站与震中的距离、元件的方位角等有关.另外,利用钻孔分量应变仪记录的同震应变阶进行相关研究时,还需对数据的可靠性做深入分析,否则可能会产生错误结果.     

四分量钻孔应变仪计算式梳理及震例应用

从四分量钻孔应变仪基本原理式的分析出发,可知首先得到的物理量是岩石面应变和切应变及主应变的方位角,然后得到的最大、最小主应变是间接结果,建议多使用面应变和切应变的表示方法。由此说明当下需要重视灵敏系数A、B的实用化研究。据此思路,以云南省昭通地区2012年彝良M 5.7地震和2014年鲁甸M 6.5地震为例,对2次震中附近几台四分量钻孔应变仪记录的观测数据进行计算,初步分析表明,基于面应变和切应变的视角进行分析,其效果多优于以元件为单位的分析,可直接得到面应变和切应变异常及特征;2个面应变测量数据间的相关系数曲线,有时会在震前数天和震时出现异常变化,此新线索值得关注。