小波分析在地球物理及大地测量中的应用

小波分析是重要的时—领域分析工具，在地球物理和大地测量相关问题研究中逐渐显示出其独特的作用。本文较全面地介绍了现阶段小波分析在重力异常分解、固体潮、地球自转变化、ENSO和重力场展开等地球物理及大地到量领域的研究进展，并在此基础上对地球物理及大地测量领域小波分析的应用前景做了进一步分析。     

武都四分量钻孔应变观测数据分析

通过对多年水位、应变观测数据分析发现,水位上升引起应变下降变化（压应力增加）,两者变化同步.在水位大幅度变化时段求取应变响应灵敏度系数K,由K值可以定量剔除水位变化对应变测值的干扰.利用两两正交的4道应变测值可以求取2组面应变值,曲线形态相似则说明4道元件测值可靠性高.武都钻孔应变2组面应变值变化趋势基本相同,总体呈现波动下降（压性）变化.由2007年、2008年应变测值计算差异值η,其绝对值的平均值为0.21,数值较小,说明武都应变仪工作稳定,所测数据基本可靠.     

卫星大地测量用于东亚大陆地球动力学与地震学研究回顾

王仁先生是中国地球动力学研究的开创者,他所引领的有关潮汐和板块运动造成的地壳应力场演化研究使得有关活动构造、断层形变和地震危险性的研究从定性走向定量,并在过去半个世纪中不断丰富发展.卫星大地测量方法从20世纪80年代开始用于精密定位和运动测量,为地球动力学和地震学研究提供了不可缺少的观测资料,极大促进了相关学科的发展.本文结合本人研究经历回顾卫星大地测量方法用于东亚大陆地球动力学、地震构造学和地震物理过程研究带来的一些重要发现,作为对王仁先生在相关领域开创性贡献的纪念.

     

The Interpretation of Gravity Changes and Crustal Deformation in Active Volcanic Areas

Simple models, like the well-known point source of dilation (Mogis source) in an elastic, homogeneous and isotropic half-space, are widely used to interpret geodetic and gravity data in active volcanic areas. This approach appears at odds with the real geology of volcanic regions, since the crust is not a homogeneous medium and magma chambers are not spheres. In this paper, we evaluate several more realistic source models that take into account the influence of self-gravitation effects, vertical discontinuities in the Earths density and elastic parameters, and non-spherical source geometries. Our results indicate that self-gravitation effects are second order over the distance and time scales normally associated with volcano monitoring. For an elastic model appropriate to Long Valley caldera, we find only minor differences between modeling the 1982–1999 caldera unrest using a point source in elastic, homogeneous half-spaces, or in elasto-gravitational, layered half-spaces. A simple experiment of matching deformation and gravity data from an ellipsoidal source using a spherical source shows that the standard approach of fitting a center of dilation to gravity and uplift data only, excluding the horizontal displacements, may yield estimates of the source parameters that are not reliable. The spherical source successfully fits the uplift and gravity changes, overestimating the depth and density of the intrusion, but is not able to fit the radial displacements.     

钻孔应变仪设计关键技术分析

钻孔应变观测已成为当今地学界关注的焦点。根据近年对钻孔应变观测技术的初步研究,分析当前钻孔应变仪设计存在的不足,提出改进设计的方法与关键技术点,希望由此促进我国钻孔应变观测技术的发展。     

昌平地震台体应变资料分析

简要介绍了昌平地震台概况,用相关分析、信息合成等方法,对体应变仪1989年7月至2001年的资料进行了处理,发现对发生在距昌平地震台300～500km范围内、震级5级以上的地震,体应变资料趋势异常明显,异常时间与震级相关性较好,地震多发生在信息合成值变化较大的时段。昌平地震台体积式应变仪观测到的同震效应多以张性阶跃为主。     

不同高程基准位差计算的严密理论研究

高程基准是大地测量参考框架的重要组成部分,也是数字地球基础框架的重要内容.但目前各个国家或地区使用的大多是局部高程基准,这严重影响了地球信息数据的全球共享机制.本文利用高程基准与重力位之间的关系,推导了不同高程系统之间的严密位差计算公式和近似计算公式.该理论将为我国和全球高程基准的统一提供理论支持.     

TJ-2体应变传感器传递函数测试

为对TJ-2体积式应变传感器传递函数做测试,设计传递函数测试装置,介绍传递函数估计方法,给出传感器输出接10 Hz低通滤波器和无滤波时传递函数拟合结果,并对测试结果和测试装置问题进行分析。测试结果表明,该传感器输出频带大于10 Hz,可应用于动态信号观测。     

山东省泰安地震台钻孔同震应变变化资料的初步分析

对2000年元月1日至2003年4月30日间的体应变和差应变分钟值曲线图进行了统计,落实了220个有同震应变变化的地震。得知观测到应变波动的最大震中距是25467km,最小震级为ML2.9,进而对两套钻孔应变仪对地震波动的记录能力作了统计。     

GPS/重力边值问题实用公式推导及分析

基于GPS/重力边值问题的连续趋近解,推导了形式上更为简单,物理意义更加明确的实用公式.同时利用扰动重力的泰勒级数展开式直接证明了GPS/重力边值问题实用公式的正确性,并且进一步阐明其物理含义.在实用公式中,我们引入了扰动重力垂直梯度这个物理量,这在观测数据多元化的今天具有积极意义.     

四川地区应力应变、重力的短临前兆特征及预测方法

对多年来四川地区的应力应变及重力观测资料的短临前兆异常进行了系统整理,分析了各台项在多次中等以上地震前的异常特征,并对其中一些异常的物理机制进行了研究。总结了四川地区强震孕育从中期向短期过渡的区域性前兆异常的定量判据、预测方法,并使用R评分方法对研究区域和时段内的强震进行了内符检验。     

日本9.0级地震引起的应变阶分析

利用93个钻孔应变台站记录的日本9.0级地震的观测资料,计算出各个台站记录的面应变的应变阶,通过同震应变阶的张压性变化显示,日本9.0级地震可能对华东、华北和东北地区的影响以张性变化为主.利用稳定时段的观测资料进行理论固体潮标定,得到实际应变阶,利用同震应变阶分析中国大陆主要活动断裂可能受到日本9.0级地震的影响程度时...     

怀来地震台体应变有震异常分析

介绍了怀来地震台体应变所处地质构造情况,根据怀来地震台体应变观测资料,分析了华北北部近年来中强地震及本区4．4级地震与体应变异常的关系,结果显示,怀来体应变异常与地震活动有较好的对应关系,且基本是短临异常。     

泰安地震台洞体应变与钻孔体应变参数解算结果对比分析

基于泰安台2013年洞体应变观测资料,首先利用维涅第科夫(Venedikov)调和分析方法计算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。同时对观测仪器的2个测项进行解算,并提取相关应变参数进行对比。在此基础上,选取泰安台资料质量较稳定的体应变数据进行了应变参数时间序列计算,并对2套仪器观测数据进行了对比。通过分析,认定应力场存在异常,并对比分析了应力场异常与重力场异常的对应关系。     

永胜地震台钻孔应变震前异常分析

使用永胜地震台分量钻孔应变2013—2016年观测资料,对出现的异常现象进行分析,结果发现,异常的成因既有干扰因素,也有前兆因素。在云南省几次M 4.4—5.5地震发生前,永胜地震台分量钻孔应变出现较为显著的短期异常,异常特征主要表现为：震前多分量应变速率突然增大或张性与压性应变交替变化,异常结束后1—20天发震。     

地震地球物理观测台网地应变数据集

作为地壳形变监测的一种手段,地应变观测可监测微尺度下的地表应变变化,其分辨率一般为10-9。目前地震地球物理观测台网在网运行的洞体应变观测台站有111个,分量钻孔应变观测站59个,钻孔体应变测站有68个,产出数据包括原始观测数据、台站预处理数据和产品数据,可为地震研究、地球动力学研究提供重要的数据支撑。     

多面函数法在钻孔应变时序资料处理中的应用

基于现有的钻孔应变连续观测资料,将多面函数拟合法应用于时序资料的处理,讨论了核函数选择不同参数对于拟合效果的影响,得到了最优的拟合结果并分析了其反映的原始数据的物理内涵及应用方向,同时与多项式拟合法的拟合结果进行了简要对比。     

对当前四分量钻孔应变观测的审视——以应变不变量为标尺

本文采用摩尔圆模型推导出中国和美国3种不同类型的四分量不同布设的两套钻孔应变的5组观测组合公式,随机选取了25个台站多年的观测资料计算5组最大、最小主应变及主方向,并采用两两相关和回归分析的方法对其一致性进行了检核.计算结果显示:经过大致1—2年时间后,应变不变量变化稳定,主应变及主方向越来越接近;大多数台站5组最大、最小主应变数值之间的相关系数和回归系数接近于1,表明这些仪器记录的应变数据具有客观真实性.5组主方向数值相差较大,本文对此进行了分析,并给出了5组观测组合公式的误差估计,发现主应变计算值的最大均方根误差是有上限的,主方向没有上限.最后对影响钻孔应变5组不变量一致性的一些因素进行了初步探讨.研究结果表明钻孔应变观测技术有其特殊的困难,在经历了半个世纪实践后,取得了重要进展,但仍有一些技术问题亟待解决.     

昌平台钻孔应变固体潮调合分析

介绍了体应变观测潮汐因子和勒夫数 h2 之间的线性关系 ,h2 的变化幅度较体应变观测潮汐因子震前异常变化大 7.5倍。同时 ,昌平台剪应变观测潮汐因子 O1波与体应变观测潮汐因子M2 波震前异常有较好的一致性 ,研究钻孔应变观测潮汐因子的变化有可能是取得地震前兆的有效途径之一。     

Uncertainty analysis of strain modal parameters by Bayesian method using frequency response function

Structural strain modes are able to detect changes in local structural performance, but errors are inevitably intermixed in the measured data. In this paper, strain modal parameters are considered as random variables, and their uncertainty is analyzed by a Bayesian method based on the structural frequency response function (FRF). The estimates of strain modal parameters with maximal posterior probability are determined. Several independent measurements of the FRF of a four-story reinforced concrete frame structural model were performed in the laboratory. The ability to identify the stiffness change in a concrete column using the strain mode was verified. It is shown that the uncertainty of the natural frequency is very small. Compared with the displacement mode shape, the variations of strain mode shapes at each point are quite different. The damping ratios are more affected by the types of test systems. Except for the case where a high order strain mode does not identify local damage, the first order strain mode can provide an exact indication of the damage location.