体应变潮汐观测资料预测地震初探

一、概况继美国研制出Sacks-Evertson体应变仪后,中国地震局地壳应力研究所于20世纪80年代初也相继研制出TJ系列钻孔体积式应变仪。它是通过岩石钻孔的体积变化导致仪器内液体压强变化来进行地应变精密测量的。能清晰地测到体应变固体潮汐变化,精度达10~(-10)。特别是在“九五”期间,“TJ-II”系列体应变仪无论是在数量、质量上均得到了较大的发展。目前全国已有体应变台站25个,有的已正常观测近20年,为地震预测预报积累了丰富的资料和经验。全国体应变观测台站分布如图1,有关参数如表1所示。     

体应变观测在中短期地震预报中的作用

一、前言我国研制生产的TJ-IA型体积式钻孔应变仪,于80年代后期在华北地区开始布设。体积式应变仪灵敏度高,达到了同类仪器的国际先进水平。该仪器系统的频率范围为0～5Hz,应变测量范围为1×10~(-10)～1×10~(-4),分辨率达到10~(-10)量级,可进行模拟输出或数字输出,填补了我国体积式应变仪的空白。目前,已在华北、东北和华东地区安装了17台,取得多年连续观测资料,在地震监测预报中发挥了较好的作用。体应变台分布如图1     

钻孔体应变潮汐观测资料的映震效果

Volume Strain observatory data obtained from the Changping, Huailai, and Zhangjiakou stations were treated by software package EIS2000 produced by Jiangjun et al., Wuhan Institute of Seismology. The results show that the amplitude anomaly of Huailai appeared as pulse type, while that of Changping and Zhangjiakou appeared as tendency anomalies went up or down then retained when shocks occurred, with mid-short-term features. Their reflective values R, respectively equals 0.68, 0.68, 0.56 and totally exceed the confidence level 97.5%, implying a relatively good earthquake-reflecting capacity.     

重力场的潮汐变化观测及其研究

基于我国武汉超导重力仪长周期序列潮汐观测数据,研究了重力场潮汐变化特征,精密确定了地球潮汐常数,讨论了重力观测中的海潮负荷和大气效应问题;根据地球自由核章动在周日重力潮汐观测中的共振效应确定了自由核章动的复本征周期和品质因子Q值,研究了极移重力效应;并对进一步利用重力潮汐观测研究地球物理问题进行了讨论。     

体应变固体潮

一、应变固体潮之特点地球固体潮犹如人之脉搏,可以反映地球内部结构和变化,是地球物理观测中能作自然检验的信息。固体潮观测项目有重力、倾斜和应变。重力是起潮力位的垂直分量,观测信息中有日月引起的重力和潮汐形变引起的重力,两者之比约为6:1.潮汐形变信息约为观测信息的1/7.倾斜为起潮力位的水平分量与     

用相干体属性开展断层识别

利用地震属性可以提高三维地震解释的精度和速度,并且节约成本,有利于矿井安全生产。在重点对相干体属性做出阐述和分析的基础上,以永城煤矿为研究区,首先正确合理选用相干体属性的最优参数,然后将相干体属性应用于实例获取数据体,再从属性数据体中提取出沿层切片,最后对地震数据进行相干体处理后得到了地震剖面。与不经相干处理的的地震原始剖面相比较,经相干处理的地震剖面更清晰地反映了地层和断层。相干体方法是有前途的地震剖面解释方法。     

基于体应变的强夯加固范围研究

通过数值模拟分析地基的强夯加固效果,把夯后地基土的体应变与工程要求的干密度联系起来,用控制体应变作为评价加固范围的标准。通过对数值模拟及试验数据的分析发现,夯击冲量越大,加固效果越好。相同夯击能可以产生不同加固效果的规律,得出了用夯击冲量替代夯击能作为施工参数的控制标准更为合理的结论。改进了夯锤尺寸影响强夯加固效果的研究方法,分析时固定夯锤厚度比固定夯锤质量更具归一性。研究表明,在土性参数相同的条件下,夯击沉降量仅与单位面积夯击冲量有关,而加固深度不仅与单位面积夯击冲量有关,还与夯锤半径有关。在以控制体应变作为加固范围的评价标准、研究各参数影响规律的基础上,采用量纲分析法得到了加固范围的计算公式,并与工程实例进行对比分析,得到了强夯作用下土的干密度分布特征。所得结论对类似工程具有一定的参考价值。     

锦州台文安5.1级地震前体应变变化观测报告

2006年7月4日河北文安发生MS5.1地震。此次地震前,6月28日开始,辽宁锦州台钻孔应变仪观测到异常变化,持续4天。本文报告了变化情况,同时给出了水位和气压变化。     

泰安台日本6.8级地震前体应变变化观测报告

2007年7月16日日本发生ML 6.8地震。此次地震前的7月6日,山东泰安台钻孔应变仪观测到异常变化。本文报告了变化情况,同时给出了水位和气压的变化。     

用钻孔体应变资料检测地球球型振荡的数据处理方法

利用宽城台TJ式体应变资料,用三种不同的数据处理方法对苏门答腊地震的观测应变数据进行去固体潮和滤波消噪处理,检测到地球球型振荡,并识别出球型振荡0S3～0S26基频振型。然后与另一种没经过去固体潮和滤波消噪的方法识别的球型振荡进行对比,发现用这四种不同方法得到的球型振荡的每一振型的周期完全相等,振幅的差别比较小,反映了宽城台钻孔体应变仪的观测资料受固体潮和噪声的影响比较小。     

板块内部地震预报研究

板块内部地震的预报是一个世界性的科学难题。攻克这个难题的努力可以分成两个方面:一是以确定板块内部未来地震的地点和强度为主的长期预报研究,包括板内地震的构造环境和孕育过程的阶段性特征,大陆地区强震危险性和地震灾害的预测等。二是以确定未来地震发生时间为主的短期预报研究,包括强化地震前兆的观测以及前兆的分析和机理研究。     

基质吸力变化引起的体积应变研究

与降雨有关的边坡表层变形位移,其根源是基质吸力降低引起的非饱和土体积应变。利用某滑坡体的原状样及其重塑样,分别在100kPa、200kPa围压作用下,采用单纯增加基质吸力的应力路径,对基质吸力引起的体积应变,进行试验测试。结果显示: (1)试样的体应变,随基质吸力的增大,单调增大,服从对数函数关系;(2)围压由100kPa增加到200kPa的试样体积模量,随基质吸力的增大,单调增大,服从幂函数关系;(3)与基质吸力有关的体积变化系数,随基质吸力的增大,单调减小,服从幂函数关系;并且当基质吸力大于200kPa以后,随基质吸力增大,体积变化系数接近于常数,约为0.0059左右。在此基础上,本文针对这种由单纯基质吸力变化引起的非饱和土体积应变规律及机理,进行了探讨。     

用流固耦合方法研究油藏压裂后应力应变和孔渗特性变化

油藏压裂后将引起地应力场发生变化，使岩石变形，导致孔隙度和渗透率变化，进而影响产量，为研究这一问题，作者建立了油藏压裂后流－固耦合渗流模型，考虑了以下因素：油藏岩石变形，地应力，孔隙度和渗透率变化，人工裂缝，流体渗流与岩石应变耦合，储藏渗流与裂缝渗流耦合，非达西效应等。较详细地给出了耦合方程及推导过程，控制方程包括的未知变量有压力，饱和度及位移，11个变量，和11个方程，用有限差分方法将流体渗流和岩石应变方程离散成主对角占优的七对角矩阵，可在修改已有三维二相渗流和三维固体力学程序的基础上，采用隐式迭代方法求解，示例分析表明，用此模型可以研究储层应力变变，孔隙度和渗透率随时间和空间变化规律，为开发方案制定，整体压裂设计，压后生产管理等方面提供定量分析技术。     

湖南康家湾矿区地下水位的潮汐变化特征

康家湾铅锌矿区存在两个主要含水层,即上部含水层（Ｉ）和下部含水层（Ⅱ）,上部含水层富水性相对较弱,下部富水性较强,上下两层之间无水力联系。通过安装自记水位仪,发现下部含水层水位历时曲线具有日周期和月周期变化规律。通过介绍水位微动变化及其形成条件、产生原因等,试图从另一侧面认识和研究矿区水文地质条件,矿床开采技术条件等。     

体应变与水位、气压相关系数变化规律的研究

通过对山东省体应变与气压、水位各变量之间的相关系数等参数的统计,得到了各台的特征量值,比较了不同井孔条件下资料变化特点,探讨了气压上升、下降过程中体应变的不同变化规律。     

渤海层化结构及潮汐锋面季节变化的数值研究

采用三维斜压海流模式(POM)模拟了渤海海温的季节变化,以海表与海底温差ΔT作为判别依据,发现3月份前整个渤海的表、底温差小于0.5℃,说明渤海处于充分混合状态;进入4月份以后,莱州湾、渤海中部以及渤海海峡的局部水域出现超过2℃的表、底温差,意味着垂向层化结构开始形成;层化区域面积随着海表热通量增大的趋势可一直持续到8月,9月后由于日照量逐渐减小,季节性温越层逐渐消失,11月以后渤海又恢复到充分混合的状态.     

修正应变能密度因子准则及岩石裂纹扩展研究

由应变能密度因子理论得出裂纹沿着形状改变比能密度因子最小的方向扩展,但理论中所使用的应力强度因子是在拉应力作用下计算得出的,而自然界中的岩体通常处于压应力场中。因此,在修正的应变能密度因子理论的基础上,结合压缩荷载作用下的裂纹尖端应力强度因子,并考虑裂纹面之间的摩擦作用得出了针对压缩荷载作用下的岩石裂纹扩展的应变能密度因子理论,并运用该理论分析了裂纹倾角、围压以及裂面摩擦力对破裂角的影响,将分析结果与已有的试验和数值分析结果进行比较,取得了良好的一致性。分析得出,在单轴压缩荷载作用下临界破裂荷载随着裂纹倾角的增大而先减小、后增大,并且一个裂纹倾角对应多个破裂角,即裂纹朝多个方向发展;在三轴压缩荷载作用下,破裂角与围压大小有关。此研究成果可为压应力场中岩石裂纹扩展的数值模拟提供参考。     

洞体伸缩仪SS-Y的滑坡断层应变特征研究

蠕动滑坡是影响地倾斜应变数据观测效能的一种重要干扰因素,在中长期预报上尤为明显。2014年2月至2015年3月信阳地震台伸缩仪EW分量出现的持续上升特征,与2000年1月28日信阳地震台目视水管仪出现的震前NS分量短时大幅突跳和EW分量破年变的随州4.3级地震前兆异常特征相似。本文通过对两次数据的特征对比、山洞实地测量和定量计算后认为,此次伸缩仪EW分量出现的持续上升是由于形变山洞洞口处的土方蠕动滑坡所致,排除地震前兆异常的可能。