安徽六安井下地震计与地表地震计观测质量对比

将安徽六安2015年安装的2台GL-S60B井下地震计记录数据,分别与在各自井口架设的BBVS-60地表地震计记录数据进行对比,得到了噪声有效值、频谱特征和有效动态范围等,初步获得了井下地震计在六安的运行情况。研究表明,井下地震计观测效果明显优于地面地震计,这对于未来地震台站选址、仪器选型等具有参考意义。     

江苏省测震台网井下地震计方位角检测

为获取江苏省测震台网井下地震计精确方位角,架设地面参考地震计,将其精确指北,并与井下地震计检测结果进行对比,利用相关分析法计算22个深井台站精度较高的方位角。研究结果表明,受多因素制约,井下地震计检测结果普遍偏差较大,部分台站水平向分量几乎反向,如提井,需重新进行方位角检测;地面与井下地震计同频带有利于提高相关性,从而获取高精度检测结果;利用不同频带地震计进行井下地震计方位角检测时,对较宽频带地震计进行仿真处理尤为重要;溧阳2台站新建井下地震计检测结果表明相关分析法可应用于井下地震计方位角检测;尽可能选择台基噪声功率谱密度曲线具有明显波峰频段作为滤波频段,有利于提高地面与井下地震计观测数据相关性,提高方位角检测精度。     

昆明基准地震台地面与井下记录地震差异分析

对昆明基准地震台山洞内放置的宽频带地震仪BBVS-60及井下放置的GL-S60B深井宽频带地震仪所记录的地震进行信噪比、P波到时差、波形相关性和频谱分析,得出地面与井下记录地震的差异情况。结果表明:①井下台信噪比与地面台信噪比相比提高有限,仅NS向提升明显;②地面台和井下台记录地震的P波到时基本一致;③在震中距小于3.1°时,地面台和井下台记录地震波波形相关度较低甚至不相关;在震中距大于3.1°后,波形相关度较高;④1.5～8.0Hz背景噪声差异,是震中距小于3.1°时地面台和井下台地震波形差异的主要原因。     

昆明地震台地面与井下地震观测背景噪声对比

对昆明地震台山洞内放置的宽频带地震仪BBVS-60及观测井内放置的GL-S60B深井宽频带地震仪所记录的资料,进行背景噪声对比分析,得到基岩地区地面及井下背景噪声干扰,为今后在云南地区推广井下观测提供参考依据。结果显示,在1—20 Hz频段内,井下台背景噪声RM_S值比地表台小,降噪效果UD向达30%以上,EW向达50%,NS向达60%。在100—30 s频带内噪声不降反升,原因有待进一步分析。     

绥芬河基准站井下地震计观测性能分析

绥芬河基准站是黑龙江省地震烈度速报与预警工程新建基准站,配备GL-CS60B型井下地震计进行地震观测,为验证该地震计观测性能,以GL-CS60型地表地震计作为参考,进行方位角检验和标定计算,并对比分析2套地震计台基背景噪声水平,结果发现：井下地震计各项参数达到标准,其中方位角为164.349°。井下地震计抗干扰能力较强,尤其对于1—20 Hz频段的人为干扰压制作用明显,其台基背景噪声水平达Ⅰ级,观测数据质量更佳。     

宁夏陶乐井下地震计的参数测定

宁夏回族自治区数字化测震台网由14个数字化测震台站构成,其中宁夏灵武和宁夏陶乐为井下式数字化测震台站。宁夏陶乐数字化观测井此前使用JDF-2型号地震计,但由于仪器老化导致记录波形失真,经研究决定,于2018年12月底将宁夏陶乐观测井的地震计及数据采集器更换为井下短周期GL-S2B型号地震计、EDAS-24GN型号数采。在北京港震仪器设备有限公司技术人员的配合下,宁夏测震台网工作人员对更换后的井下短周期GL-S2B型号地震计、EDAS-24GN型号数据采集器进行了方位角校正、阶跃标定、正弦标定、台基噪声功率谱密度测试等参数测定,各项测定结果均符合井下地震计及数采的安装规范,且记录波形良好。     

汕头试验井地面与井下环境地噪声对比测试分析

试验井位于汕头市衡山路,观测系统为井下宽频地震计TBG-60B和地面宽频带地震计TDV-60B,频带为60S~50 Hz,选取的地面观测数据与对应的井下观测数据都是同一时间的,使用童汪练研究员的地噪声分析软件和MATLAB绘图工具,研究台站环境地噪声随观测井深度的变化特征,得到井深与观测地噪声之间的对比关系,为井下地震台站勘选和工程建设提供基础数据。发现地噪声水平从覆盖层进入到基岩有很大变化,从强风化层进入到中微风化层也有明显变化,考虑钻井建设成本和台站建设地噪声水平要求之间的综合效益,在粤东地区典型的地质结构条件,较佳的平衡点应该是至少需要进入完整中微风化层基岩10 m。     

甚宽频带地震计噪声与环境耦合研究

首先以甚宽频带地震计为研究对象,分析垂直向的片簧系统理论模型,探讨气压变化对仪器的LP噪声影响;通过理论分析,得出垂直向的片簧系统受气压变化影响较大。根据片簧系统的理论模型,设计一种密封安装方法,通过实验探讨地震计噪声与环境耦合关系(气压、温度和底座变形的关系)。最后对实验数据进行功率谱噪声分析,结果显示抽真空后地震计三个分向的噪声均降低,其中在100 s处垂直向、东西和南北向分别降低了10 dB、5 dB和6 dB。     

江苏东海深井观测地震波形及其信噪比研究

为了探索在高噪声干扰地区获取高信噪比地震信息的有效途径,本文分析了我国第一个超深井地震观测站江苏东海地壳活动国家野外科学观测研究站设置在地面与井下三个不同深度处的地震仪所记录的波形及其信噪比特征。结果显示:由于观测研究站周围强烈的噪声扰动,地面地震仪记录中无法识别M_L0.8地方震波形,而深井地震仪可清晰地记录到该小震波形,且深井地震仪可观测到较地面地震仪更多的零级或负震级地震;井下三组不同深度地震仪所记录波形的信噪比均远高于地面地震仪,且不同深度地震波形信噪比的平均值随仪器深度的增大而增加。井下1 559.5 m处的地震仪的波形平均信噪比为69.20 dB,2 545.5 m处的信噪比达到74.15 dB,均达到高保真波形的信噪比值,这说明1 500 m深处地震仪所观测到的波形可以有效地避免地面干扰,因此深井地震观测能够提供高信噪比的波形资料,为研究震源过程和场地效应等提供真实可靠的基础资料,这也预示着深井观测将促进深井地震学的研究与发展。      

地震计自噪声的研究

仪器的固有噪声水平是地震计的关键技术指标。 如何降低仪器的自噪声是地震计设计中需要解决的重要问题。 本文分析了产生地震计自噪声的两个主要噪声源: 布朗热噪声和电子噪声(1/f噪声), 以及它们对地震计传递函数的影响。 分析了三种地震计所记录的地震台台基噪声, 并且通过试验来检验仪器噪声对地震计观测数据的影响。     

宁夏灵武井下短周期地震计更换后的参数测定

宁夏灵武地震观测井于2018年12月底更换地震计与数采,更换后的地震计为井下短周期GL-S2B型号,更换后的数据采集器为EDAS-24GN型号。更换完成后,北京港震仪器设备有限公司技术人员及宁夏地震局技术人员对更换地震计及数据采集器进行了方位角校正、阶跃标定、正弦标定、台基噪声功率谱密度测试等参数测定,以此来确保此次宁夏灵武井下地震计安装的合理规范,以确保今后宁夏灵武井下地震计正常高效运作、地震监测工作有序进行。     

赤峰中心地震台地面与井下地震观测系统监测能力对比分析

为分析总结地面与井下地震观测系统的特点,以赤峰中心地震台地面与井下观测系统为研究对象,在噪声分析、噪声功率谱分析、地震监测能力和观测动态范围等方面进行分析。结果表明,2套观测系统的RMS均可达到Ⅱ级环境地噪声水平,井下观测系统噪声小于地面观测系统。对2套观测系统的功率谱密度、有效动态范围的对比均表明,井下观测系统的动态范围比地面观测系统超出约10%,因此,井下观测系统地震监测能力优于地面观测系统,井下观测系统能更有效地记录观测数据。     

昆明地震台地面与井下地震计地震记录震级偏差

选取昆明基准地震台观测山洞内放置的宽频带地震计BBVS-60及井下放置的GL-S60B深井宽频带地震计记录资料,采用新的震级国家标准（GB17740-2017）,对地面及井下地震记录计算M_L、m_b、m_B（BB）、M_S、M_S（BB）等5种震级,得到2种地震计的震级偏差。结果显示,M_L平均偏差0.18,m_b、m_B（BB）平均偏差0,M_S平均偏差-0.02,M_S（BB）平均偏差-0.01。     

高可靠深井地震计输出符合性检验

深井井下地震综合观测对仪器的可靠性要求很高, 为满足高可靠性的要求, 我们提出了基于6个斜轴悬挂平动分量传感器的高可靠深井地震计解决方案。 使用该方案的高可靠深井地震计的可靠性是普通三分量地震计的20倍, 为了最大限度发挥高可靠深井地震计方案的优势, 需要掌握各分量的工作状态。 本文研究了所有6个分量传感器输出波形的特征, 提出垂直向波形符合性检验、 水平向波形符合性检验和X、 Y、 Z波形符合性检验方法, 由此掌握各分量传感器的工作状态。 这些方法有助于确定井下各分量地震计的工作状态, 从而决定采用适当的组合来获得相对最佳的X、 Y、 Z输出波形, 最大限度发挥6分量井下地震计的性能。     

赵县地震台地表及深井地震计观测数据对比分析

由于城市化进程加快,人为干扰因素逐渐增多,地震观测数据质量受到严重的影响。通过对赵县地震台地表及深井地震计记录的数据进行幅频、功率谱分析,并对比二者的地震监测能力等,分析发现:与地面观测相比,深井地震计在避免噪声及提高地震监测能力范围方面具有更大优势,观测数据精度能提高1—2个数量级。通过总结分析地表及深井地震计记录的优缺点,为测震台网今后的发展方向提供依据。     

井下地震计的安装

近年来随着地面监测环境的恶化,深井地震观测成为在沉积层较厚的城市及附近地区地震监测的有效手段,为了保障井下地震的观测精度。通过理论分析和实际经验相结合的方法,详细阐述了井下地震计的安装步骤以及安装过程中的关键技术与注意事项,为以后井下地震计的安装提供了参考依据。     

环境变化对乌加河地震台观测质量的影响

针对近年由城镇化建设引起的乌加河地震台观测环境变化、台站记录受到干扰的问题,选取2016—2018年乌加河地震台JCZ-1T地震计的记录数据,采用傅里叶变换,对环境变化引起的噪声频谱进行分析,计算台基平均噪声水平及动态范围变化,并与2015年未受干扰的观测数据进行对比,结果发现,乌加河地震台地脉动噪声水平发生明显变化,地噪声功率谱密度增大,观测动态范围减小。     

环境变化对乌加河地震台观测质量的影响

针对近年由城镇化建设引起的乌加河地震台观测环境变化、台站记录受到干扰的问题,选取2016—2018年乌加河地震台JCZ-1T地震计的记录数据,采用傅里叶变换,对环境变化引起的噪声频谱进行分析,计算台基平均噪声水平及动态范围变化,并与2015年未受干扰的观测数据进行对比,结果发现,乌加河地震台地脉动噪声水平发生明显变化,地噪声功率谱密度增大,观测动态范围减小.     

江苏省测震台网背景噪声特征

为进一步了解江苏地区台站的背景噪声情况,提升台站的观测资料质量,通过对江苏省宽频台站2019年连续波形记录进行噪声功率谱概率密度函数计算,对江苏地区台基噪声水平进行分析。结果表明:江苏地区的人文噪声高值主要集中在江苏中南部地区;通过对台站日变化分析,江苏省日变化较大地区主要集中在常熟、昆山等长三角地区;深井架设地震计可以有效地降低人文噪声的干扰。     

地震计墩改造对观测数据影响分析

国家烈度速报与预警工程重庆子项目实施过程中,部分台站地震计坑因潮湿渗水,改造为地表摆墩观测。对改造前后的观测数据进行功率谱密度计算,用1/3倍频程滤波器在1～20 Hz频带范围内计算地噪声水平,进而得到台站有效测量动态范围。对比分析台站改造前后数据计算结果,显示改造后台站噪声水平有所增加,其中东西向、南北向最大增加9 dB,垂直向最大增加5 dB,但环境地噪声水平仍符合观测规范要求。鉴于地震计墩改造对观测数据产生影响,本文提出了更为合理的浅式半地下室改造方案。