潮汐线应变观测的地表平面应变状态

提出了由潮汐线应变的组合观测资料获取地表平面应变状态和对潮汐剪切应变进行数值模拟的方法。计算了我国部分潮汐应变观测点的理论应变状态和观测应变状态，并对结果进行了比较分析，为深入研究地震前兆的物理力学机制和观测台网的优化提供理论依据。     

我国应变固体潮观测及其长时间序列的调和分析结果

介绍了我国应变固体潮观测的现状，计算并给出了１９８８年以来我国实际应变固体潮长时间序列的调和分析结果，从资料分析的角度对我国十年来的应变固体潮观测进行了小结。     

观测应变阶在地震应力触发研究中的应用

对中国钻孔应变台网观测到的昆仑山口西MS8.1大地震的应变阶资料的研究结果表明:① 很多观测值与静力位错理论计算值不符合；② 北方地震较活跃地区的很多台站观测到异常大的应变阶，而南方构造运动较不活跃地区的台站虽然也观测到地震波动，但是应变阶不明显. 由此推断，地震的触发（可能是动态触发）作用对远场的实际地震应变变化具有重要影响. 也就是说，远场的构造活动（可能是断层活动）是否曾被地震触发，可能决定当地的应变场变化的主要特征. 进一步对昌平台1999年3月11日张北地震与1999年11月1日大同地震的观测资料对比分析表明:断裂带的分布情况对实际地震应变变化有直接影响. 这证明观测到的异常大的地震应变阶可能是地震触发了当地的断层活动的表现.      

我国钻孔应变观测的回顾与展望

1977年召开的第一届“全国地应力观测工作会议”上，我们曾就发展方向的问题达成共识：钻孔应变与应力观测的关系紧密；研制新型应变仪；应变观测由实孔法取代空孔法；对井下仪器的力学原理开展调研。经过25年对地应力观测技术的研究和钻孔设备的研制实践，证明了这些共识的正确性。在我们步入新世纪的今天，有必要再对影响今后发展的基本问题做出思考，以利于制订出更加科学的战略决策。 1 钻孔应变前兆观测的任务 通过对地层内部应变状态的精细观测，掌握地震应变前兆的（长）中期—短期—临震以及震后调整的时空分布与发展变化的规律，…     

河北怀来地震台体应变异常与河北张北M6.2地震

介绍了河北怀来地震台体应变仪器概况及观测资料的质量，以原始观测资料为基础，分析了异常图形和经Nakai拟合分析方法处理的震前异常特征．总结了1998年河北张北M6．2地震的体应变异常的映震效果，指出，体应变观测连续多次出现脉冲、阶变、应变固体潮畸变等异常可作为地震短临预测的指标。     

数字化钻孔体应变干扰机理及异常分析

对山东省钻孔体应变仪数字化观测资料的干扰及突跳异常进行了分析、讨论，认为：(1)山东省四个台站的钻孔体应变观测资料不同程度地受降雨、地下水位、气压、温度的影响，其中，烟台台体应变观测受到的干扰最多，影响最显，主要与其钻孔的地质条件有关。(2)长清台体应变观测资料中出现的几次突跳异常是由井孔内破碎带处掉下的岩块引起的变化。     

温泉地震台钻孔体应变观测资料分析

对新疆温泉地震台钻孔体应变日常观测中的常见干扰进行识别,应用维尼迪科夫调和分析方法检测观测资料内精度和稳定性,分析了气压、水位对体应变观测的影响程度。分析结果表明,新疆温泉地震台的体应变观测较稳定,满足地震监测的需求条件。     

垂直应变的研究意义及模型分析

近20多年来国内垂直应变领域一直无人涉及.垂直应变量的获取可将应变固体潮从平面应变观测提升到三维空间应变观测.本文说明了垂直应变观测的必要性,建立了垂直应变观测系统的原始模型,并提出了研制的难点和理论上的解决方法.     

德令哈地震台分量钻孔应变干扰分析

使用德令哈地震台钻孔水位和黑石山水库水位记录数据,与德令哈钻孔应变观测数据进行相关分析;采用集中载荷模型计算水库负载作用对钻孔应变观测的理论干扰值,与实际观测值进行对比。结果显示,水库蓄水对钻孔应变观测造成严重干扰;水库负载作用与渗透作用对钻孔应变观测影响较小,水库水位变化导致周围岩体所受水压作用出现变化,可能是影响钻孔应变观测的主要因素。     

应变固体潮不变量理论值计算及其应用

由球坐标系下的应变固体潮理论值所构成应变张量矩阵推导并给出了应变固体潮不变量理论表达式,并采用摩尔圆定理证明了公式的正确性。在此基础上,利用应变不变量与坐标系选择无关的性质,又利用与目前所使用的钻孔应变观测系统的4条测线呈均匀分布的特点,推导并给出了5组计算不变量的观测组合公式,并以应变固体潮理论值取代观测值,按观测组合公式计算出了5组应变固体潮不变量理论值。结果发现,不变量的5组数值几乎相同,仅在小数点后2位有差异,证明了公式的正确性与不变量的唯一性。然后根据由莫尔圆定理给出的5组观测组合公式对漳州钻孔4分量应变观测资料进行了不变量计算,并对计算结果进行了相关与回归分析。最后,对不变量理论值在钻孔应变观测数据处理中的应用作了较详细的介绍,考虑到摩尔圆定理不适用于钻孔应变,又给出了采用加衬模型计算不变量的方法与观测组合公式,并对有关问题进行了讨论。     

基于四层钻孔模型的体应变潮汐因子差异性原因分析

在钻孔应变观测的实际标定分析中,一般是通过对钻孔应变观测资料采用固体潮调和分析的方法直接获得钻孔面应变耦合系数,该方法未能充分反映观测的钻孔应变与地层应变之间的内在联系。本文基于“地层-等效弹性层-水泥环-钢筒”四层耦合介质钻孔模型,利用TJ-2C型体应变仪器的测量钢筒内外径和弹性参数、钻孔半径以及水泥环弹性参数,给出不同地层中钻孔耦合系数与钻孔等效弹性层弹性模量之间的变化关系。对我国现有运行的40多套TJ-2C型钻孔体应变观测资料的分析表明,潮汐因子分布范围在0.01至1.86之间,基岩为花岗岩类的潮汐因子均值为0.83,基岩为灰岩或砂岩类的潮汐因子均值为0.57,即硬地层中的潮汐因子高于软地层。基于对该四层模型探讨发现,等效弹性层的等效弹性模量大小反映了钻孔的耦合状态,对于同类型基岩地层,探头与地层耦合不佳将导致其等效弹性层弹性模量下降,进而导致钻孔潮汐因子下降。本文以砂岩弹性模量0.5 GPa作为判定钻孔耦合状态的下限,即认为等效弹性模量低于0.5 GPa时钻孔处于脱耦状态,统计结果表明我国现有钻孔体应变观测中有约30%的钻孔处于脱耦状态,这一研究结果对预报人员应用这些钻孔资料开展地震分析预报工作有重要指导意义。     

钻孔耦合对体应变观测的影响分析

利用三层厚壁筒组合模型,给出不同类型体应变的相互转换关系,分析模型参数变化对3类体应变仪观测的影响。通过对全国60多个台站的体应变观测资料分析,发现钻孔的气压系数与潮汐因子无简单对应关系。利用固体潮标定不同台站的体应变到统一系统的体应变,结果表明,多数台站存在体应变潮汐因子观测值比理论值明显偏小现象,推测可能与钻孔存在非完全耦合有关。     

引潮力作用下饱和地质岩体的力学响应

本文应用孔隙弹性理论,探讨了引潮力作用下饱和地质岩体的力学响应.首先通过引潮力作用下饱和岩体的自由能表达式,得到岩体孔压与应力、应力与应变之间的关系;然后从引潮力作用下饱和岩体的平衡微分方程出发,结合流-固耦合理论,分析了饱水岩体应变与引潮位之间的关系;最后推导出饱和岩体的两大力学物理量--孔压和潮汐应力(平均应力)与引潮位之间的物理关系.模型表明:饱和岩体孔压与引潮位成反比,平均潮汐应力与引潮位成正比;比例系数不仅与岩体骨架的Lame系数有关,而且与Biot模量有关.将模型应用于会理川-18井水位变化分析,估计出水位响应系数D,并以此为基础,求得岩体孔压、潮汐应力与引潮位的相关系数(A和C)及Skempton系数B.最后对比分析了耦合条件下与不考虑耦合时得到的各参数之间的差异,分析表明:对饱和地质岩体而言,应力、孔压对引潮力的响应是流-固耦合作用的产物;研究其力学响应时必须充分考虑耦合效应.模型的建立,为研究引潮力作用下井-承压含水层系统力学、水动力学、与地震有关的断层力学以及引潮力触发机制的定量研究提供了基础.     

固原体应变与水位和气压相关性研究

通过对固原体应变与水位、气压等影响因素的相关分析,以及对M2波潮汐因子相对误差等参数的计算,结果显示体应变观测与水位变化长期存在高度反向相关,与气压短期存在高度正相关,且体应变随气压变化在时间上存在40分钟左右的滞后效应。并利用回归相关分析消除水位、气压影响,探讨了体应变与水位、气压相关系数以及响应系数在宁夏地区小震前的变化特点。     

Mechanical Response of Saturated Geological Rock Mass under Tidal Force

In this paper,the mechanical response of saturated geological rock under tidal force is explored by poroelastic theory.First,we use the free energy formula of saturated rock under a tidal force to study the relationships of pore pressure with stress,and stress with strain.Then we analyze the relationship between rock strain and tidal potential by the equilibrium differential equations of saturated rock under tidal force.Finally,we derive the physical relationship between the two parameters (pore pressure and tidal mean stress) of saturated rock and tidal potential.The relationship shows that:pore pressure is directly proportional with tidal potential,but tidal mean stress of saturated rock is inversely proportional with tidal potential.The ratio coefficient is related not only to the Lame coefficients of rock skeletons,but also to the Biot modulus.By using this model to analyze observational well water level of C-18 well which locates in Huili,Sichuan Province,the well level response coefficient (D) was estimated.This way,we derive the Skempton coefficient (B),the coefficient A and C which refer to the response coefficients of pore pressure and tidal stress to tidal potential respectively.Then we compare the differences among each coefficient in coupling and uncoupling conditions.It shows that for saturated rocks,the response of stress and pore pressure to earth tides is a product of coupling,and it is necessary to take into account the coupling effect when we study the mechanical response.The model will provide the basis not only for the study of mechanics and hydrodynamics of well-confined aquifer systems,and the mechanics of faulting under tidal force,but also for quantitative research of the triggering mechanism of tidal forces.     

铁岭地震台洞体应变参数解算与分析

针对铁岭地震台洞体应变观测资料,利用Venedikov调和分析方法计算铁岭地震台站洞体应变测项的潮汐因子和相位滞后,并以潮汐因子的稳定性对观测资料进行了质量评价;以铁岭地震台洞体应变讨论两分量观测解算平面应变参数,结果表明：铁岭洞体应变的最大剪应变T和面应变s在2006年和2009年出现了明显同步转折,可能反映了铁岭地震台及附近地区的应变出现了调整。     

中国地下水潮汐的观测研究和分析

本文简单介绍了中国地下水潮汐的观测研究情况,介绍了对承压水位潮汐机理研究的理论结果,给出了固体潮体应变、气压和海洋潮汐对承压水头影响的偏微分方程,从这些方程的简化解讨论了它们与含水层参数间的关系.并从全国选取了33口有代表性的井孔,对这些井孔的水位和气压观测资料采取反复调和分析的方法,求出了它们的水位固体潮体应变各分波的潮汐系数和位相滞后,也求出了水位气压各分波的系数和位相滞后.      

地球内部应变与应力固体潮

本文详细介绍了地球内部应变和应力固体潮的计算理论,基于PREM地球模型计算了地球内部的Love数,并计算了地球内部的应力和应变的6个独立分量在不同深度和纬度处的时间变化序列.结果表明:应力潮汐的振幅达到10³Pa,应变潮汐振幅达到10^-8;不管应力或是应变潮汐,其振幅随深度的不同都有较大的变化;6个应力和应变分量对纬度依赖较大,但没有表现出南北纬度上的严格的对称性,与纬度的对应关系由引潮位展开的大地系数确定.本文结果可有效应用于地球内部应变或应力潮汐观测的固体潮改正;另外,将本文结果应用于研究潮汐触发地震问题,给出了中国中部地区的一个算例,结果表明地震断层正应力潮汐和应力张量第一不变量潮汐与发震时刻具有明显的相关性,而这种相关性并未在其他如剪切应力以及库伦破坏应力潮汐中表现出来.     

黄石台ORBES-81型伸缩仪观测结果的调和分析及海潮改正

本文对黄石台ORBES-81型石英伸缩仪的应变固体潮观测资料作了分析计算,其调和分析结果为:对O₁波,振幅因子0.4219,相位滞后6°36＇;对M₂波,振幅因子0.4256,相位滞后-4°42＇.同时,讨论了海潮引起的负荷潮汐应变的改正问题.模拟计算发现负荷潮汐应变与体潮应变大致为同一量级,文中列出了海潮改正后的结果,并作了讨论.最后,对黄石台伸缩仪的架设方位作了评价.     

东平台分量应变与体应变可靠性分析及特殊事件影响对比

本文通过四分量自检、相对标定内精度分析对东平地震台YRY-4钻孔分量应变观测资料进行可靠性分析,并结合滑动相关性计算、潮汐因子内精度对2套仪器数据进行了对比,证明YRY-4钻孔分量应变2面应变相关性高,相关系数接近1,相对标定内精度高,与体应变数据整体趋势一致。2套仪器观测环境一致,运行稳定,数据正常可靠,但也存在降雨、场地干扰特殊时段曲线表现不一致的情况。针对2种特殊情况结合相关性计算、S变换进行了对比分析。结果表明,降雨时段,因钻孔条件差别较大,2套仪器数据相关性较差,接近0;场地干扰时段,2套仪器观测系统均受到影响,频率域同步出现干扰信号,影响数据曲线形态及潮汐因子精度,但2套仪器面应变相关性达0.91。综合分析,东平台钻孔应变仪与体应变2套仪器观测系统是可靠稳定的。