四分量钻孔应变观测的实地相对标定

提出钻孔应变观测的实地标定问题有相对标定和绝对标定两层涵义;讨论了四分量钻孔应变观测的相对标定的归一化新方法：将前人标定应力观测的方法用于应变观测。一方面大大简化了计算公式,另一方面提出轮流以每个元件为标准计算灵敏度而后取平均值的方法。在统计上更为合理;并以昌平台RZB-1型钻孔应变观测为例进行实际应用,取得了令人满意的结果。     

综合应用固体潮观测资料求解钻孔应变地震波

由于钻孔内外的介质模型的力学性能不能测定,不能用波动方程来解钻孔应变地震波.为此,利用钻孔应变固体潮观测资料的调和拟合结果,对钻孔应变仪进行标定,或用摆式地震仪测出的位移进行标定,求出钻孔应变的应力响应系数,用平衡方程的解近似地代替波动方程的解.文中还导出了计算地震震级的公式和计算钻孔周围岩石弹性系数的方法,不但解决了上述难题,还使计算大为简化.     

用固体潮观测资料将钻孔应变变化换算为地层的应力变化

利用钻孔应变观测值中潮汐频段部分和钻孔岩芯的弹性系数,将钻孔应变换算为地层应力的格值,用此格值可将钻孔应变的非潮汐变化换算成该地地层的非潮汐应力变化.从潮汐模型研究和潮汐观测结果来看,勒夫数受地球大结构的影响,空间变化不大,据此可用勒夫数的模型值去求定标定应力.由钻孔应变观测值求定钻孔应变的面应力系数和差应力系数,而不必知道耦合介质的力学性能.探头周围介质若非各向同性时,应力系数可用椭圆的解析式拟合.此外,还讨论了同井、同台、台网的校核问题,以及应力场模型的拟合和漂移的分离问题.     

钻孔四分量应变观测数据不同时间尺度的自检分析

利用高台地震台不同时间尺度的钻孔四分量应变观测数据计算元件相对校正系数、自检内精度和面应变相关系数。分析认为,对较长时间尺度观测数据进行质量评价、应变换算和地震研究时,相对标定处理应选用连续观测的日均值或5日均值数据|对较短时间尺度观测数据进行以上分析时,相对标定处理应选用整时值数据。     

三峡重庆地区钻孔应变资料可靠性检验与分析

对三峡重庆地区6个四分量钻孔应变资料进行可靠性分析,利用其增量观测数据进行相对标定,得到各站点测区的应变参数,并分析测区相对应变特征。结果表明,6个站点的钻孔应变观测资料是可靠的,其中1个站点测区面应变呈现张性变化,靠近三峡库首区的5个站点测区面应变呈现压性变化,测点主压应变方向与大范围构造应力场方向较为一致,表明三峡重庆地区呈现压性特征。     

邹城台钻孔应变更换探头前后数据精度评价

利用相对标定、四分量自检分析、M2潮汐因子相对中误差计算及与同台站TJ-2体应变观测资料进行相关性对比等方法,计算邹城地震台RZB-2分量式钻孔应变2020-01~2021-07更换探头前后仪器的内精度、自检情况及M2波潮汐因子精度,综合分析分量式钻孔应变观测系统的稳定性和观测数据的可靠性。结果表明,更换探头后邹城台RZB-2分量式钻孔应变数据内精度高,两组面应变符合四分量自检方程,相关系数接近1,面应变与体应变的面应变数据的相关性也接近1,仪器观测系统稳定,观测数据可靠。但2021年台站周边新建工厂导致干扰增多,数据潮汐因子精度较差,平均值为0.07左右,建议做好环境保护工作,以提高观测数据质量。     

钻孔四分量应变观测自检内精度分析

根据钻孔四分量应变观测特点,分析了评价该观测手段的质量指标:相对标定自检内精度.介绍了相对标定自检内精度方法以及存在的问题.通过对比分析平均值、相关系数等,提出不同的求偏差方法,改进了相对标定自检内精度法,使其能尽量客观地评价观测质量.     

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。     

钻孔应变资料的可靠性分析

在钻孔应变观测中,仅用实际观测资料与理论固体潮进行对比还不能完全反映观测数据的一致性和可靠性,也无法准确确定其趋势性变化是否是应变变化,而地震前兆研究需要明确这种趋势性变化的性质。从弹性力学理论中导出并通过实测资料验证:同一钻孔中相差45°分布的四分量应变1号与3号测值之和理论上应等于2号与4号测值之和,同时还应等于1.3倍体应变测值;用四分量应变观测资料计算出η值,其绝对值越接近零资料的可靠性越好,这种方法有可能为钻孔应变观测资料的质量评价提供一种新的参考依据;有两种以上钻孔应变手段的台站可开展对比观测,只有四分量钻孔应变一种观测手段的台站要开展1号+3号与2号+4号资料的自检分析,以获取更加可靠的观测资料。     

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。     

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一种RZB分量式钻孔应变仪原地线性标定技术及试验

由于运维时间长，RZB钻孔应变仪存在元器件老化、材质蠕变等问题，使传感器性能不断发生变化，需要定期对其进行原地静态物理标定。目前采用的以压电陶瓷为核心的静态物理标定方式存在迟滞、蠕变、非线性等缺陷，使标定结果精度差、误差大。本文设计了以陶瓷马达为核心、光栅传感器作为反馈、RS485总线为基础的远程线性标定机构，实现了RZB钻孔应变仪原地线性标定功能。在实验室开展原地线性标定模拟试验，传感器满量程的标定数据结果表明，标定分辨率达到2 μm，线性度优于1%。     

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。     

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