西安基准地震台钻孔体应变观测干扰分析

通过对西安地震台钻孔体应变观测资料的干扰因素进行分析,认为西安钻孔体应变观测资料不同程度地受降雨、气压、钻孔水位、石砭峪水库水位（库容）的影响,并对之间的相关关系及其变化特征进行了分析总结。     

青海玉树台钻孔应变降雨干扰特征分析

以青海玉树钻孔应变资料为基础,对观测数据变化特征进行分析,认为降雨所造成钻孔水位的变化不是影响钻孔应变数据变化的主要因素,降雨造成周围环境地表水的变化影响了数据的趋势变化。总结归纳降雨对观测数据变化的影响,有效识别地震前兆异常和降雨干扰因素。     

库尔勒体应变观测干扰因素的初步分析

对气压非周期性波动、高频脉动干扰,水位升降变化引起的体应变观测分钟值数据曲线畸变现象进行了对比分析。结果表明,钻孔区域的岩体应力-应变变化幅度与气压变化幅度大小有关,地下水位的升降与应力-应变状态有一定关系,即水库泄洪量在16.0 m3/s左右时,体应变呈压性速率明显增强的阶变形态,泄洪结束后河水流量恢复正常的过程中,造成体应变明显张性畸变。     

合肥地震台钻孔体应变干扰分析

分析合肥地震台钻孔体应变观测资料干扰因素及特征,发现水位和气压等因素对TJ-Ⅱ型钻孔应变仪影响显著.在该地震台观测优化改造期间,钻孔体应变受到临近钻孔灌水的影响,而降雨和灌水导致的水位变化,对体应变干扰程度不同.     

泰安台钻孔应变观测干扰的识别

对山东泰安台钻孔应变干扰因素进行了分析总结,结果表明钻孔应变主要受地下水位、气压、系统故障以及电源干扰等影响。持续降雨是影响水位变化的主要因素,分量应变受水位影响较明显。降雪、降雨、大风、气温波动等均会造成气压的剧烈变化。体应变观测曲线与辅助气压曲线呈正相关,与温度变化呈负相关。     

仪器标定格值变化对钻孔应变观测数据的影响

以巴南地震台钻孔应变某一时段观测资料异常变化为例,指出观测仪器元件标定格值是影响钻孔应变观测数据的重要参数,与固体潮汐幅度成反比例关系,且格值变化也可能是改变钻孔应变趋势形态的一种因素。文中分析格值与应变观测数据之间的物理机制,校正恢复异常时段观测曲线,为钻孔应变异常干扰识别工作提供参考。     

乌鲁木齐台钻孔应变与水位相关性的初步研究

1999年 7月 11日乌鲁木齐台钻孔应变观测井的水位突然变化 ,通过计算该台应变与水位的相关系数和回归系数 ,研究了水位与应变的关系 ,认为利用此关系可以排除水位对观测值的影响     

重庆库区钻孔应变与水位相关性分析

重庆库区多套钻孔应变仪受到水位或气压干扰,通过分析各地震台应变与水位、气压的关系,得出其相关系数、回归系数,并通过求得的关系式,去除水位、气压对应变观测值的影响。     

降雨、地下水位对大蜀山台地电阻率和体应变的干扰分析

分析了大蜀山台体应变、地电阻率PS观测数据。两个手段受到地下水位、降雨等因素影响,且干扰特征相似,短周期成分主要受降雨影响,体应变、地电阻率对降雨响应即时;长周期主要受到地下水位影响,年变化形态和水位变化趋势基本一致。应用大蜀山台体应变和地电阻率NE、NS、NW向2012~2014年日均值观测资料与钻孔水位数据进行相关分析,体应变和水位呈正相关变化,相关性达到0.8以上;地电阻率与水位呈反相关,NS向相关性在0.4以上,且相关性呈现逐年上升趋势,NW向相关性在0.7以上,NE向地电阻率和水位相关性较低,且呈现逐年下降趋势。     

武都四分量钻孔应变观测数据分析

通过对多年水位、应变观测数据分析发现,水位上升引起应变下降变化（压应力增加）,两者变化同步.在水位大幅度变化时段求取应变响应灵敏度系数K,由K值可以定量剔除水位变化对应变测值的干扰.利用两两正交的4道应变测值可以求取2组面应变值,曲线形态相似则说明4道元件测值可靠性高.武都钻孔应变2组面应变值变化趋势基本相同,总体呈现波动下降（压性）变化.由2007年、2008年应变测值计算差异值η,其绝对值的平均值为0.21,数值较小,说明武都应变仪工作稳定,所测数据基本可靠.     

INFLUENCE OF PUMPING ON FOUR-COMPONENT BOREHOLE STRAIN AT TAI'AN SEISMIC STATION AND ITS INTERFERENCE MECHANISM

Four-component borehole strainmeter (FCBS) is one kind of high-precision borehole strain observation instruments invented in China. As a kind of near-surface deformation observation instrument, FCBS is also easily disturbed by the external environment factors. As a common factor, pumping has significant influence on FCBS observation. Existing studies mostly identify the pumping interference from the perspective of observation curve morphology, relatively few studies focus on its interference mechanism. In order to truly capture earthquake precursor information, it is necessary to study the interference mechanism. In recent years, RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station has been seriously affected by pumping, so it is necessary and also feasible to study the interference mechanism of pumping. Since the influence of pumping interference on borehole strainmeter is common, this work would be very practical and be used for reference by other borehole strain observation stations. We find that the original observation curves and observed surface strain, shear strain from RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station have the characteristics of synchronous change with the borehole water level, in which the linear correlation coefficient between the two observed shear strain curves and borehole water level reached 0.70 and 0.82 respectively. We further find that the principal strain direction of borehole and borehole water level after normalization meet the nonlinear function as y=1.217arctan(x)^0.224-0.284. The above phenomenon indicates that the observation of RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station is significantly affected by the borehole water level, and the influence is more obvious and the gradient is larger at the stage of low water level. Pumping interference often appears in low water level stage and changes the rock pore pressure state. Statistics show that pumping interference affects the borehole strain state. To investigate the interference mechanism of pumping to RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station, we take a known pumping as an example, in which we study the principal strain state of the borehole in three periods of normal pumping, interruption of pumping and resuming pumping respectively. During each period, we solve 3 parameters of the principal plane strain state, i.e. the maximum principal strain rate, the minimum principal strain rate and the maximum principal strain direction from four observation equations of FCBS by nonlinear iterative least squares algorithm. On the other hand, concentrated load model (CLM) is used to simulate the mechanical mechanism of pumping. Firstly, the depth of FCBS relative to pumping source and the concentrated load at pumping source are inversed, then, the strain state surrounding the pumping well, including the state at RZB-3 borehole, is simulated by forward modeling. By comparing these results, we find that: (1)The concentrated load at pumping source inversed by CLM during periods of normal pumping and resuming pumping are both located at or near the bottom of the pumping well, which is consistent with the actual situation, indicating that mechanism and degree of the influence of pumping on borehole strain are well simulated by CLM. (2)The observed strain state is consistent with the simulation result of pumping interference by forward modeling, indicating that the principal strain state of borehole calculated based on observation of FCBS reflects the true strain state of borehole under different pumping states.(3)The inversed concentrated load at pumping source during pumping periods is significant greater than the load of the pumped water, indicating that the pumping process has more significant influence on the pore pressure of rocks than the load of the pumped water. Even though CLM is an approximate simulation since it's based on some elastic assumptions, the interference mechanism of pumping on RZB-3 type FCBS at Tai'an seismic station is well explained, which is maybe very helpful for studying the influence of pumping interference on other deformation instruments, locating the unknown pumping source and studying the characteristics of pore pressure of rocks.     

临夏台钻孔系统性质的论证

对中国临夏台2013年至2014年两年的井水位和四分量钻孔应变资料进行了预处理以消除趋势与突跳.根据文献(Means,1982;Young and Budynas,2005),相互正交的两条测线的应变观测值之和等于面应变.文献(刘序俨等,1988)证明近地表的面应变的2/3等于体应变,因此,可由4分量钻孔应变观测值得到钻孔体应变,然后根据体应变与井水位观测资料,从时域和频域对该钻孔系统的性质进行了论证.结果表明,在时域,体应变与井水位高度负相关.钻孔系统的灵敏度为—0.1620mm/10-9.把两年中的某两个月份的两者时间坐标轴和纵轴比例尺放大,发现井水位曲线的峰/谷与体应变观测曲线的谷/峰一一对应,两者的相位滞后非常小.在频域内,本文采用Venedikov调和分析方法分别取得了井水位与体应变9个月的半日波与全日波数个波群的逐月潮汐因子与相位滞后,然后作简单计算,得到了钻孔系统对上述波群的灵敏度与相位滞后.结果表明9个月中大多数波群的灵敏度不但十分相近,且非常接近由时域得到的周年频率分量的灵敏度,但相位滞后误差较大,本文对此进行了分析,认为由反正切得到的相位滞后受计算误差影响较大,应以时域经审视所得的相位滞后接近于零为准.通过时域与频域的分析,表明井水位对体应变的响应基本是线性时不变的,论证了临夏台钻孔系统基本上满足了叠加性、齐次性与时不变性,基本上为一线性时不变系统.     

青岛地震台钻孔体应变异常变化因素分析

分时段研究降雨、钻孔水位、工程施工等因素对青岛地震台体应变的影响，研究结果表明:钻孔水位反映区域地下水主要由降雨补给，降雨下渗改变地下水状态，并影响体应变观测；青岛体应变与钻孔水位的相关性及其周期特性均在2015年前后出现变化，可能与2015—2016年降雨偏少及工程施工有关；2018年1月17日台站钻孔施工很可能改变了体应变周围岩石孔隙环境，并扩大孔隙压力作用系数，可解释2018年3月以来水位小幅上升引起的体应变显著压性上升现象，受钻孔施工的影响，体应变与钻孔水位相关性的滞后特征明显减弱。     

四分量钻孔应变资料的质量评价及拟合分析

针对“十五”期间完成布设的YRY-4型四分量钻孔应变仪的观测数据, 简要分析了气压、 水位与应变观测三者间的相互影响关系, 介绍了几种典型的水位干扰因素影响特点。 在对观测资料进行初步评价的基础上, 利用四分量观测特有的自检功能, 对应变观测资料的质量进行了更深入的评价。 依据资料质量评价结果, 在仪器稳定期内借助包含气压、 水位影响的综合拟合模型, 给出了信度较高观测站的各路分量响应率、 气压系数、 水位系数等参数的分布情况, 可作为今后进一步分析的背景参考。     

福建省数字化钻孔体应变观测资料质量初步分析

对整个福建省的钻孔体应变仪器运行状况进行了综合评价,并对4个台站的观测资料质量进行了分析,用M2波潮汐因子及其相对中误差等来衡量其总体精度和稳定性,还分析了钻孔应变观测的干扰机理和特征,希望能够正确地认识以及排除观测资料中的非异常信息,提高观测精度,为地震分析预报提供可靠的前兆资料。     

昭通地震中心站YRY-4钻孔应变仪观测数据干扰分析

利用YRY-4型钻孔应变仪观测资料进行自洽检验,以验证其工作稳定性;分析YRY-4型钻孔应变仪受环境干扰、场地干扰的原因及特点。结果表明,YRY-4型钻孔应变仪观测数据连续可靠;受降雨、融雪、施工等干扰影响较大,降雨后观测曲线常发生趋势性转折,且降雨的影响具有滞后性,场地施工干扰特征明显。     

降雨变化对昭通中心站YRY-4钻孔应变仪的影响分析

利用昭通中心站YRY-4钻孔应变仪前兆观测数据资料,提取降雨对该仪器观测数据的干扰事件,采用降雨总量、瞬间最大值降雨量两类降雨分类统计方法,定量分析降雨对观测数据产生的影响。结果表明:当降雨总量达到40 mm、瞬间最大值降雨量大于0.4 mm时,YRY-4钻孔应变仪观测数据受降雨干扰明显;当降雨总量大于40 mm时,降雨总量与观测数据应变量呈线性关系,瞬间最大值降雨量与降雨总量之间无显著的对应关系。分析认为,降雨干扰影响主要来自降雨渗透和台站周边地质抗水体荷载量大小两个方面。定量分析降雨干扰,有利于区分异常与干扰,积累经验,以便于及时对有效异常进行判定,为地震研究服务。      

基于水化学和物理方法的井水位异常分析

针对2008年汶川M_S 8.0地震后江苏地区的地震观测井水位上升现象,选取了苏18井和井周边地表水进行了水化学和物理分析,研究了井水位异常与地表水和大气降水的补给关系,讨论了井水补给来源及其与高邮-宝应M_S 4.9地震的关系。离子含量和氢氧同位素结果表明,苏18井水主要为大气降水成因,存在一定的水岩作用。应用氯离子分析降水对地下水的补给,其结果显示大气降水在井水补给源中占了重要份额,井水位的突然上升与同期降水量增加有一定关系。水库水与苏18井水之间存在水力联系,大气降水增多致使水库水位升高,对该井水位变化有一定的影响。综合分析认为,大气降水的增多致使水库蓄水增加,水库水通过侧向渗透补给造成了2011年苏18井的水位显著升高。苏18井异常不是由构造活动引起的,作为高邮-宝应M_S 4.9地震的前兆依据不充分。水化学和物理结合的方法为今后判别地下水位异常干扰提供了依据。