地应力观测井中元件标定及应力场计算方法

在地应力长期观测中,对井下现场标定观测元件的布设以及计算应力的相对变化是一个困难的问题。针对这个问题,提出了在钻孔内布设四个应力测量元件,而非传统三个元件的测量方法。在井下其中一个元件大体标定的情况下,对其他元件进行了相对精密标定,并给出了应力变化以及实现应力观测数据可靠性自校的计算公式。     

判定地应力异常的一种方法

判定地应力异常的一种方法１引言当前在地应力观测分析工作中，普遍使用对电感原始测值曲线划定基线，从而确定异常的方法。用这种方法确定的异常与一些大地震有一定的对应关系，但从定量的角度分析，此方法尚有一定的不足之处。为此，本文提出了一种判定地应力异常的方法...     

断层对钻孔地应力测量影响的初步分析

获得初始地应力最直接最有效的方法是进行地应力测量,但在地应力测量打钻的过程中,初始地应力会遭到破坏,使得测量值与实际初始地应力值有差别.本文应用有限元方法研完了断层对打钻前后地应力变化的影响规律,考虑因素包括断层的力学性质(弹性模量、泊松比)、断层到钻孔的距离、边界应力、复合断层.研究表明,断层泊松比对初始地应力的变化影响很小,不是影响初始地应力变化的敏感因素.断层弹性模量、断层到钻孔距离、边界应力、复合断层是影响初始地应力变化的敏感因素.研究结果可为钻孔地应力测量研究提供参考价值.     

数字化地震仪系统的标定

介绍了数字地震仪系统传递函数的特征和测定方法,给出了地震仪标定软件的使用方法和计算步骤。结合实际波形数据处理过程,着重对标定计算中参数的设置,以及需要注意的问题进行了讨论和分析。这对于正确快速地获取地震仪的传递函数具有重要的现实意义,有利于国家数字地震台站和区域地震台站地震观测系统的定期标定工作,同时也将促进数字化地震观测资料的应用研究。     

水管倾斜仪的快速标定方法

根据以前维护水管倾斜仪的一些经验,总结了一套快速标定水管仪的方法,在牡丹江地震台取得了成功。     

福建沿海边缘陆域的原地应力测量研究

通过在福建沿海边缘陆域地区活动断裂带附近进行水压致裂原地应力测量, 得到了地表浅部构造应力的大小、方向和分布特征. 根据实测的地应力资料,用库仑摩擦滑动准则分析研究了断裂带的性质和活动性. 结果表明：① 沿海岸线边缘自北向南,其最大水平主压应力方向为北西向,与测区北西向断裂带走向近于平行,与地质构造、跨断层形变测量等方法反映的主压应力方向大体一致,与震源机制解反映的主压应力方向夹角20deg;左右; ② 水平主应力值随深度增加而增大,与垂直应力值的关系为SHSVSh和SHasymp;SV Sh, 应力状态有利于走滑断层和正断层活动;③ 利用库仑摩擦滑动准则,摩擦强度取0.6～1.0分析, 断层附近的现今地应力状态达到或超过产生正断层摩擦滑动的临界值,表明测区现今构造活动以正断层为主; ④ 反映出本区现今构造应力场的力源主要来自太平洋板块向西和菲律宾板块向北西对欧亚板块的水平挤压作用.     

地应力测量的非弹性应变恢复法及应用实例

岩芯非弹性应变恢复法是近年来发展起来的比较经济有效的深部地应力测量方法,汶川5.12地震后,我国大陆首次将该方法应用于汶川地震断裂带科学钻的地应力测量.本文简述了该方法的原理、计算方法和汶川地震科学钻一号孔的典型结果.给出了一号孔在所测深度之处的三个主应力的大小和方向.三个主应力中,最大主应力和中间主应力近于水平,最小主应力近于直立.最大主应力方向为北西.在746 m深度,三个主应力的大小为25.2 MPa,21.5 MPa,18.5 MPa.这种应力状态可使龙门山断层产生逆冲兼右行走滑运动,与汶川5.12地震的断层运动一致.该方法得到的结果与震源机制解及其他地应力测量方法得到的结果吻合.测量结果表明,非弹性应变恢复法具有较大的实用价值.特别是在较大深度的钻孔和地层较破碎的复杂地质条件下,应力解除法、水压致裂法等难以实施时,此方法仍有可能获得较可靠的地应力数据,适应性更强.     

数字地震仪系统传递函数的一种计算方法

随着科学技术的发展 ,近年来我国地震观测大量采用数字地震仪系统 ,并将逐步取代原模拟记录系统 ,这是地震观测工作中的一大飞跃 .它使我们有可能更快地进行大震速报 ,更方便地从地震记录中获取更多、更真实的来自地球内部介质和震源过程的信息 ,从而进行更深入的地震科学研究 .由我国港震公司生产的速度型数字地震仪系统包括FBS 3A宽带反馈式地震计 ① 、EDAS 3型地震数据采集器以及电信传输系统和计算机系统 .当地震发生时 ,仪器记录了地震信号 ,而我们从计算机中读出的信号只是一些无量纲整数 ,并非是真正的地动速度或地动位移 ,它必…     

微震监测系统标定信号的应用

徐州矿务集团有限公司三河尖煤矿建立了覆盖全矿井的KZ-1型微震监测系统,通过地面监测主机向井下各测站发时间同步校时信号,用GPS秒号起始去同步各个测站下位机时钟,保证了各测站之间相对时间精确度.KZ-1型微震监测系统的拾震器设置了双换能器,且各有一个独立的磁回路,通过地面监测主机向拾震器标定换能器发标定指令信号,信号检测换能器再将输出信号上传至监测主机,实现了即时定量标定.标定信号的应用使KZ-1型微震监测系统具备整个系统检测功能,包括灵敏度、频响特征以及各测站的时间同步误差.     

上海台阵标定方法的对比研究

本文介绍了基于台阵标定理论建立的上海台阵标定数据库;提出了最近标定和平均标定的方法。通过典型的地震事件对新方法进行了校验,结果表明最近标定和平均标定法的标定效果都比较好,有效的提高了地震定位精度。     

首都圈地区横波分裂与地壳应力场特征

利用宽频带流动地震台阵和首都圈固定台网记录到的近震波形数据,研究了首都圈地区（38.6°N～41.0°N,〖JP〗115.0°E～119.7°E）的横波分裂,给出了快波偏振优势方向的场分布,讨论了首都圈地区的应力场特征. 在此基础上,采用二维线弹性有限元数值模拟方法,探讨了断层不均匀滑动对区域构造应力场的影响. 结果表明：（1）首都圈地区的应力场整体特征表现为NE向的背景应力场和受张家口-蓬莱断裂带控制的NW向的局部应力场;（2）在研究区域的西半部分和中部,最大主压应力方向为NE60°～70°,在唐山大震区及其东部区域,最大主压应力方向近WE向;（3）首都圈地区的局部应力场最大主压应力方向比较一致,基本上都与张家口-蓬莱断裂带走向平行,为120°～130°;〖JP2〗（4）首都圈区域内断层的存在及其郴均匀滑动是研究区内出现大量局部应力场的一个重要原因,张家口-〖JP〗蓬莱断裂带对首都圈局部应力场起着重要的控制作用.      

清江大龙潭水库区新生代以来地壳应力场特征

根据震旦－第三纪地震中构造变形的实际观测及卫星影象解译资料,计算了清江大龙潭水库区新生代以来区域应力场的主应力方向。结果表明：主压应力为北东东向,主张应力为北北西向;现代构造应力场与新生代以来应力场基本一致;晚第三纪以来,该区构造应力场相对稳定和统一。     

中国大陆现今地应力场黏弹性球壳数值模拟综合研究

中国大陆现今实测地应力场的状态与板块构造环境、活动断裂带分布、地形地貌以及地壳结构呈现一定相关性. 在中国大陆西缘,印度洋板块与欧亚板块陆发生陆碰撞,在中国大陆东缘,菲律宾海板块、太平洋板块俯冲到欧亚板块之下. 中国大陆内部被大型活动断裂带分割为多个块体,各个块体的地壳结构和厚度呈不均匀分布,地形地貌起伏具有很大的差异. 笔者以中国大陆块体模型为基础,把板块构造作用和重力势作为主要影响地应力状态的两个主要要素,在现今活动构造、GPS和实测地应力等成果的约束下,利用线性黏弹体球壳有限元模拟分析了中国大陆现今地应力场的分布特征和控制因素. 结果表明: (1)构造应力场总体上呈现出西部挤压,东部拉张的特征,印度板块与欧亚板块的持续碰撞形成了青藏高原及其周缘的挤压性质的构造应力场,而东部菲律宾板块与太平洋板块的俯冲形成了黄海、东海和环渤海区域的拉张性质的构造应力场,中间为拉张环境和挤压环境的过渡,最大主应力的方向受到板块构造环境和活动构造分布的控制;(2)重力的影响主要体现在地形梯度大和地壳厚度结构变化大的地壳浅部区域,在藏南、滇西北局部地区的地壳浅部由于受到重力势控制,呈现为张性应力场,在塔里木地区由于重力势引起的应力场与构造应力场同为挤压性质,因此该区的挤压强度得以增加;(3)中国大陆浅部地应力场的状态主要受到区域板块构造环境、块体边界活动构造带的展布和地形的控制,总体上以南北构造带为界,西部以较强的压性构造环境为主,东部为较弱的压性构造环境,藏南和滇西北局部地区存在有张性构造环境;构造应力对地应力的贡献比重随着深度增加而增加;(4)采用黏弹性模型的构造应力场模拟结果比完全弹性模型的模拟结果能够更好地与实测地应力场相吻合,利用完全弹性模型分析由地震等诱发的地应力瞬时变化是有效的;(5)青藏高原东南缘最大主应力方向发生了较大的偏转,其主要控制因素有:印度板块持续的碰撞、中下地壳对上地壳拖曳以及印度板块通过实皆断裂对欧亚板块的剪切拉伸作用. 中国大陆现今地应力场是整个地壳岩石黏弹特性长期演化和断裂活动的结果,是地应力场动态演化过程中在现今时间点上的状态,受到板块构造环境、大陆内部活动断裂分布、地形地貌和地壳结构等因素不同程度的控制,模拟结果为中国大陆地应力场提供了一个定量的参考模型.     

龙门山断裂带形成过程及其地应力状态模拟

以龙门山附近区域运动特征以及深部岩体力学特性为基本条件,采用FLAC模拟软件计算模拟分析了龙门山断裂形成过程和塑性区分布的几何特征.研究结果认为：汶川—茂县断裂F1、映秀—北川断裂F2和灌县—安县断裂F3是从中部开始发育,塑性区上侧逐渐发展至地表;F1断层首先出现,以后才依次形成F2和F3断层.这些塑性区的发育方向与水平面的夹角大致呈40°左右,并出现了各自的共轭断层,与实际的龙门山断裂大致吻合,说明区域构造运动是龙门山断层产生的主因.论文还揭示了区域构造运动过程中区块内主应力的变化规律,主要分为2个阶段,一是在区块挤压初期,主应力随着区块位移量的增大而增大;二是主应力相对稳定阶段,区块岩体内的主应力保持相对稳定的状态,达到临界破坏岩体的最大最小主应力比值一般介于3.31~4.39.

     

淮南地应力普查确定的地震危险区与相邻区域的地震分析

使用淮南及邻区的地应力普查资料确定了相应的地震危险区，并分析和讨论了其与地震的关系。认为地应力普查是探索地震预报的一种新方法。     

中国南海海域北部地区现今地应力实测及综合分析研究

南海北部区域现今地应力场的状态和分布特征是进行海洋资源开发、地质环境和工程安全评价的主要参考依据,也是地球动力学研究的主要内容之一. 由于受到测量技术水平和自然条件等因素的影响,整个南海海域的地应力研究程度还比较低,有待于对该区域的地应力场的状态和控制因素进行较深入和细致的研究. 原地地应力测量是直接获取地壳浅表层现今主应力大小和方向特征的有效途径,同时利用海上油气田测井FMI资料能够有效地提取地应力信息. 结合区域构造环境,在实测地应力约束条件下,数值模拟方法能够有效地推测区域地应力的状态和分布特征. 在海南省乐东县开展了水压致裂原地地应力测量,测量获得的最大主应力方向区间为NW-NWW向. 根据Byerlee准则判别,钻孔附近的地应力远远小于引起断层活动地应力值的下限,钻孔邻近区域的断层活动性较弱. 对南海北部边缘海盆地有限的FMI测井资料进行地应力解译,获得莺歌海的最大主应力优势方位为NW-NNW向,琼东南的最大主应力优势方位为NWW向. 在对南海海域北部区域的板块构造环境和地球动力学背景分析的基础上,以上述地应力观测数据以及震源机制解资料为约束,对该区域现今地应力场进行了数值模拟分析,模拟结果表明,由于受印度板块、菲律宾板块和欧亚板块不同程度的影响,南海北部区域的地应力分布特征呈现了不同区域分化的趋势. 在靠近台湾岛区域,主要受到菲律宾板块与欧亚板块发生碰撞的影响,最大主应力方向为近E-W向;沿着滨海海岸带向西,由于受到欧亚板块在马尼拉海沟向下俯冲形成的拉伸作用,最大主应力的方向逐渐转换为S-N向、NW向.     

中国大陆地壳应力场与构造运动区域特征研究

系统研究了1918～2006年间中国大陆及其周缘发生的3115个M4.6以上中、强地震的震源机制解,得到中国大陆地壳区域应力场的压应力轴和张应力轴空间分布的统计结果.探讨了大陆应力场的结构,以及周围板块运动对中国大陆应力场影响作用范围及其界线.结果表明,中国东部的华北地区受到太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压的同时,又受到从贝加尔湖经过大华北直至琉球海沟的广阔范围内存在的方位为170°引张应力场的控制.华北地区大地震的震源机制解反映出,该区地震发生为NEE向挤压应力和NNW向张应力的共同作用结果.印度洋板块向欧亚板块的碰撞挤压运动所产生的强烈的挤压应力,控制了喜马拉雅、青藏高原、乃至延伸到天山及其以北的广大地区.在青藏高原周缘地区和中国西部的大范围内,压应力P轴水平分量位于20°~40°,形成了近北东方向的挤压应力场,大量逆断层型强震集中发生在青藏高原的南、北和西部周缘地区以及天山等地区. 本文结果表明,正断层型地震集中发生在青藏高原中部高海拔的地区.证明了青藏高原周缘区域发生南北向强烈挤压短缩的同时,中部高海拔地区存在着明显的近东西向的扩张运动.根据本文最新结果,得到了华北、华南块体之间地壳区域应力场的控制边界线,发现该分界线与大地构造、岩石圈板块构造图等有较大差异,特别是在大别及其以东地区, 该分界线向东南偏转,在沿海的温州附近转向东,最终穿过东海直至琉球海沟.台湾纵谷断层是菲律宾海板块与欧亚板块之间碰撞挤压边界,来自北西西向运动的菲律宾海板块构造应力控制了从台湾纵谷、华南块体,直到中国南北地震带南段东部地域的应力场. 地震震源机制结果还表明,南北地震带南段西侧其P轴大约为NNE方向,与青藏高原的P轴方位一致.南北地震带南段东侧其P轴大约为NWW方向,与华南块体的P轴方位一致.因此,将中〖JP2〗国大陆分成东、西两部分的南北地震带南段是印度洋板块与菲律宾海板块在中国大陆内部影响控制范围的分界线.     

Methodology for construction, calibration and validation of a national hydrological model for Denmark

An integrated groundwater/surface water hydrological model with a 1 km² grid has been constructed for Denmark covering 43,000 km². The model is composed of a relatively simple root zone component for estimating the net precipitation, a comprehensive three-dimensional groundwater component for estimating recharge to and hydraulic heads in different geological layers, and a river component for streamflow routing and calculating stream–aquifer interaction. The model was constructed on the basis of the MIKE SHE code and by utilising comprehensive national databases on geology, soil, topography, river systems, climate and hydrology. The present paper describes the modelling process for the 7330 km² island of Sjælland with emphasis on the problems experienced in combining the classical paradigms of groundwater modelling, such as inverse modelling of steady-state conditions, and catchment modelling, focussing on dynamic conditions and discharge simulation. Three model versions with different assumptions on input data and parameter values were required until the performance of the final, according to pre-defined accuracy criteria, model was evaluated as being satisfactory. The paper highlights the methodological issues related to establishment of performance criteria, parameterisation and assessment of parameter values from field data, calibration and validation test schemes. Most of the parameter values were assessed directly from field data, while about 10 ‘free’ parameters were subject to calibration using a combination of inverse steady-state groundwater modelling and manual trial-and-error dynamic groundwater/surface water modelling. Emphasising the importance of tests against independent data, the validation schemes included combinations of split-sample tests (another period) and proxy-basin tests (another area).     

On the use of horizontal acoustic Doppler profilers for continuous bed shear stress monitoring

Continuous monitoring of bed shear stress in large river systems may serve to better estimate alluvial sediment transport to the coastal ocean.Here we explore the possibility of using a horizontally deployed acoustic Doppler current profiler(ADCP) to monitor bed shear stress,applying a prescribed boundary layer model,previously used for discharge estimation.The model parameters include the local roughness length and a dip correction factor to account for sidewall effects.Both these parameters depend on river stage and on the position in the cross-section, and were estimated from shipborne ADCP data.We applied the calibrated boundary layer model to obtain bed shear stress estimates over the measuring range of the HADCP.To validate the results,co-located coupled ADCPs were used to infer bed shear stress,both from Reynolds stress profiles and from mean velocity profiles. From HADCP data collected over a period of 1.5 years,a time series of width profiles of bed shear stress was obtained for a tidal reach of the Mahakam River,East Kalimantan,Indonesia.A smaller dataset covering 25 hours was used for comparison with results from the coupled ADCPs.The bed shear stress estimates derived from Reynolds stress profiles appeared to be strongly affected by local effects causing upflow and downflow,which are not included in the boundary layer model used to derive bed shear stress with the horizontal ADCP.Bed shear stresses from the coupled ADCP are representative of a much more localized flow,while those derived with the horizontal ADCP resemble the net effect of the flow over larger scales.Bed shear stresses obtained from mean velocity profiles from the coupled ADCPs show a good agreement between the two methods,and highlight the robustness of the method to uncertainty in the estimates of the roughness length.