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。     

美国板块边界观测(PBO)中的钻孔应变观测设备

介绍美国的板块边界观测(PBO)项目中的钻孔应变观测和钻孔应变观测设备,如钻孔应变仪、钻孔应变仪的辅助观测设备、数据采集、数据传输、电源系统、仪器的防护装置等,并介绍其技术要求.     

用引潮力进行钻孔的应变-应力的原地标定

本文利用勒夫数将日、月作用于地球的引潮力位计算到潮汐形变引起的水平应力,以此作为原地标定的已知应力,用应变固体潮观测资料进行调和分析计算出面积应变的耦合系数及差应变的耦合系数,利用这些系数和仪器钢简的弹性常数计算出围岩的等效弹性常数。最后导出了求解围岩等效弹性常数的实用公式,并计算了两种钻孔应变仪所在的两个台站钻孔的围岩的等效弹性常数,其结果与实际情况基本相符。     

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。     

香山地震台压容式钻孔应变仪线应变固体潮观测结果的调和分析

本文扼要地介绍了鹤壁市地震办公室池顺良研制的、安装在香山地震台的YRY-2型压容式钻孔应变仪的观测情况,导出了钻孔中水平径向线应变固体潮维尼迪可夫调和分折方法的有关公式,并对实际观测资料进行了分析处理。结果表明,在良好的观测条件下,这种钻孔应变仪可达到相当高的精度,调和分析计算结果的单位权中误差为10~(?)量级,M_2波响应系数的相对误差为1.5％。     

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。     

钻孔应变台站记震能力研究

以昌平台体应变为例,研究了体现钻孔应变台站记震能力的方法,并对计算步骤和处理方法进行了说明.选取20套中国大陆观测时间较长且数据较好的钻孔体应变仪观测记录作为研究对象,计算出其各自的记震能力线,给出各台对6级地震的响应范围.此公式不仅可以量化钻孔应变仪的对地震的反应能力,而且是对地震仪器的一种新的科学评估方法.同时,基于地震前兆释放能量小于地震发生时释放的能量的基本理解,此结果对于确定地震前兆的位置和震级范围也有参考价值.     

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.     

两种应变仪的面应变观测资料的比对研究

对徐州地震台的YRY-4型分量式和TJ-2型体积式钻孔应变仪,2008—2010年的面应变原始观测曲线、年变曲线、降雨干扰曲线、气压影响曲线和固体潮汐观测结果进行了比对研究,并计算了各自的相关系数和影响系数,总结了二者的共性和差异。     

用地震仪准确标定钻孔应变仪

通过共同观测远震面波,可以用地震仪标定钻孔应变仪。其基本思路是先用勒夫波标定剪应变灵敏系数B值,再用瑞利波标定面应变灵敏系数A值。但用不同远震的面波标定出的B值和A值差别较大。为此,引入效度来表示所用地震的面波能够准确地标定出B值和A值的程度,用效度最高的标定值作为最终标定值。用该方法标定仁和地震台的钻孔应变仪,得到A=0.36,效度为-0.71;B=0.73,效度为-0.92。     

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。     

应变仪记录的印尼苏门答腊海域7.8级地震的同震信号研究

为进一步研究钻孔应变观测在震源反演和地球结构模型检验方面的可靠性,利用钻孔应变仪记录的印尼苏门答腊海域7.8级地震的同震信号和QSSP软件计算的理论应变图,提取有效的监测数据进行P波震相识别和各震相到时分析,再截取监测数据和理论数据对应部分进行相关性分析并计算互相关系数。结果表明,在震中距36°~52°范围内,监测数据与QSSP理论数据具有较好的一致性。因此,在震中距36°~52°范围内,台站的钻孔应变观测数据可用于震源反演和新的地球结构模型检验,且结果可靠。     

江苏体应变观测质量和强震响应能力综合分析

跟踪分析了江苏省“九五”期间建设的5套钻孔体应变仪观测资料的完整性、稳定性及观测精度等，利用观测资料分钟值，对2001-2004年发生在台湾地区的强震记录特征进行了研究，结果表明：1）江苏5套体应变仪的观测精度波动较大，受仪器故障、降雨雷击、气压等因素的干扰，观测资料的完整性、稳定性欠佳，各台都存在着不明原因的突跳现象；2）大部分体应变分钟值能清晰地记录到台湾地区6级以上地震，其中南通体应变仪的灵敏性最好；震级越大形变波衰减时间越长，波幅也越大，波形更似尖锐脉冲；3）徐州、溧阳、南通3台以应变仪在部分台湾地震震前十几分钟至数小时，能记录到显著的震前应力异常变化，如果这种变化是震前应力改变的反映，则对于提高地震预警能力和临震预报能力具有重要意义。     

浅钻孔安装应变仪的试验

钻孔应变仪探头与钻孔用膨胀水泥固封,探头损坏后钻孔不能再使用,这样给监测工作造成了很大的经济损失.如何充分利用台站山洞资源,进行浅钻孔应变仪的安装,是值得研究的课题.在井深1.96m的浅钻孔内安装形应变仪的试验取得了很好的结果,经与徐州地震台山洞内的体应变、振弦仪和伸缩仪同期观测资料的对比,发现仪器安装在山洞里,采用电瓶供电方法,可以大大减少或避免雷害的影响.     

2022年门源MS6.9地震同震应变观测

以2022年门源M_S6.9地震为例,将17个台站的四分量钻孔应变仪1 sps采样率的同震应变观测值与利用QSSP软件正演计算得到的同震应变模拟值进行拟合,分析二者的相关性。结果表明,17个台站NS向和EW向的P波波形拟合较好,相关系数平均值分别为0.835和0.842,达到高度相关,表明钻孔应变观测数据可较好地反映地震破裂信息,在理论上进一步验证钻孔应变观测数据可用于地震破裂过程的研究。     

漳州地震台形变仪器升级改造情况介绍

漳州地震台于2016~2019年完成垂直摆倾斜仪、钻孔体应变仪两套形变仪器的更新改造工作。经安装调试进入试运行,通过试运行期间数据质量分析、更新前后数据对比,证明升级改造后观测系统试运行结果总体优良。     

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.     

高台地震台分量式钻孔应变仪的效能评估

对甘肃省地震局高台地震台新安装的YRY-4型分量钻孔应变仪的观测数据的分析表明,此仪器的观测结果能真实客观地反映高台地区地应力的变化,其观测资料连续、稳定、可靠,可为地球物理和地震预报的研究提供准确可信的资料。     

地震仪与钻孔应变仪联合测定近震Pg波速度

通过对比仁和台地震仪与钻孔应变仪观测曲线,采用滑动分析方法计算多个近震Pg波速度,综合考虑反射波影响和测定效度,最终测得仁和台近震Pg波速度为5.98 km/s,该值与云南2015地壳速度模型的上地壳P波速度很接近。本文工作表明,准确标定后的钻孔应变仪可以作为测震仪器使用,以弥补地震仪在观测低频事件时的不足。