钻孔应变观测影响因素的数值模拟分析

利用有限元数值模拟方法,研究在非均匀地应力作用下,钻孔开挖前后区域应力场的变化特征,并探讨钻孔开挖后岩石、水泥、探头的弹性模量、泊松比及水泥的厚度与膨胀系数的变化对分量应变及面应变观测的影响。研究结果表明：钻孔开挖造成区域应力场扰动的范围大概为1.5倍孔径。在“探头 水泥环 围岩”系统中,各参数的变化对应变观测的影响程度不同,但分量应变对外界载荷的响应趋势基本一致。在均匀地应力作用下,水泥厚度对应变的影响与水泥的弹性模量有关,且随着水泥膨胀系数的增加,面应变存在减小的趋势。     

降雨对东平台TJ-2体应变观测资料干扰分析

对东平台2017~2018年体应变、水位的观测资及降雨情况进行统计、分析,结果表明,因为钻孔条件一般,存在两段破碎带,且套管长度仅90 cm,在降雨尤其是连续降雨时,体应变及水位受到严重影响,体应变的响应时间滞后于水位变化。体应变和水位存在显著的相关性,相关系数达0.91以上,水位干扰系数最高可达10.64×10^-8/cm,水位对降雨雨量的放大倍数高达103倍。与泰安台体应变进行简单的对比分析得出,相同岩性下改善钻孔环境及套管的长度可以有效减少降雨对体应变、水位的影响。     

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.     

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。     

南昌地震台钻孔应变同震响应分析

通过总结2007年5月以来南昌地震台TJ-2钻孔应变仪的同震效应,并与同期中国地震台网(CSN)提供的全球大震目录中的数据进行对比分析,绘出了震级与震中距的对数关系图,得出南昌地震台体应变仪的映震能力的表达式近似为Ms=1.381gD+ 1.1.     

乌什台两次地震钻孔应变异常的对比研究

2003年2月24日至12月1日先后在伽师和昭苏县境内发生了Ms6．8与Ms6．0两次地震,新疆乌什台距两次地震震中200多千米,震前钻孔应变仪均记录到异常。其异常的不同点是;伽师地震前有趋势异常,昭苏地震前则无;伽师地震的应变异常量级大于昭苏地震异常一个数量级;伽师地震异常类型齐全（趋势、短期、临震异常、指数型异常）,昭苏地震只有短期和临震异常。其异常的相同点是：短期异常形态、应变性质、异常出现时间基本相当;临震异常的出现时间及波动性基本相同。     

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。     

姑咱台压应变异常信号与汶川和芦山等地震的关系研究

对2007~2014年姑咱台应变仪第一分量的分钟值原始观测曲线进行研究。结果表明,其日、月异常合计幅值、频次和时间均在汶川地震前显著增加,日、月累加值曲线相应快速上升,2008年以后速率明显放缓,前后相差最大可达10倍、9倍和4倍,与汶川地震表现出较强的对应关系。但之后发生芦山和康定地震时,这一过程并未重现。根据龙门山一带地应力实地测量结果和视应力分析结果,对该现象进行一定程度的解释。     

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。     

基于四分量钻孔应变资料的区域应变场特征分析

基于山西北部忻州地区5套四分量钻孔应变仪观测资料,计算小时值、1 d、5 d和30 d均值的应变参数,并利用维尼迪科夫调和分析法计算潮汐因子。结果显示,5个测点的最大主应变ε₁、最小主应变ε₂、面应变ε_a和剪切应变ε_s的变化率相对恒定,主方向φ大体不变,潮汐因子玫瑰图变化也较小,表明该区域应变场处于较为稳定的状态。本文研究结果与该区当前地震活动特征、震源机制及断层活动性基本一致。     

不同采样率下四分量钻孔应变观测同震变化特征

利用湟源台四分量钻孔应变观测的分钟值、1 sps、10 sps和100 sps四种不同采样率的观测数据,通过自检分析、同震应变阶分析和频谱分析等方法研究青海玛多M7.4地震同震变化特征。研究结果表明,分钟采样记录的地震波信息缺失严重,用分钟采样数据进行地震波初动、同震变化幅度等研究将会得到信度较低的结论;采样率越高,记录应变地震波信息的能力越强,但100 sps采样和10 sps采样结果相差不大,10 sps采样已能记录到比较全面的应变地震波信息;同震应变阶的变化性质和变化幅度与采样率无关;未来布设四分量钻孔应变仪时,建议应将采样率至少提高至1 sps。     

首都圈地区数字化钻孔应变观测资料分析

结合地震活动性、气压及钻孔体应变观测资料,对首都圈地震活动与应变场变化关系进行了研究。结果表明:首都圈地震活动与测区钻孔体应变信息合成值的异常变化具有密切关系;地震活跃时间与体应变变化的时间同步;地震活跃区与体应变增强性异常变化分布区域一致。     

临夏台钻孔应变观测资料浅析

对临夏台YRY-4型钻孔应变的观测数据进行初步分析,认为其观测资料稳定、可靠,观测质量好。同时,利用小波变换分析2015-01-01~2019-10-31的观测数据,提取甘肃及周边区域发生的M5.0以上且临夏台震中距在300 km左右的3次地震前的异常信息,发现异常信息在细节的第7阶更明显和集中。     

马陵山台洞体应变观测干扰因素分析

对马陵山台洞体应变观测数据进行跟踪分析,研究降雨、气压、仪器调试、观测系统故障和仪器标定的干扰特征。研究表明,该仪器在强降雨后会趋势性下降,表现为加速向下压缩变化,大的气压波动会同步出现固体潮畸变,仪器调修和线路故障也会产生固体潮畸变,仪器标定会造成观测数据产生大幅突跳或台阶。     

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。     

海潮对厦门台洞体应变观测的干扰特征

通过对比厦门台与内陆台站的地形变资料,并排除多种对厦门台洞体应变资料可能的干扰因素后发现,叠加在该测项固体潮观测记录曲线上的许多毛刺等高频现象是由海潮浪涌运动引起的。和地倾斜仪器受海潮干扰的类型不同,厦门台洞体应变观测受到的海潮干扰属振动型。     

九江地震台观测环境因素引起的洞体应变异常机理探讨

九江台2008～2013年洞体温度年变化、气压骤升、集中降雨、抽水和承压含水层卸载引起洞体应变异常幅度为10-9～10-6量级,洞体应变异常机制主要为观测介质的温度效应和山体附加应力的加卸载过程,台站应变观测对局部应力场的敏感性为捕捉地震前兆异常提供了可能性。