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。     

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。     

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。     

用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向

以福建漳州台深井观测资料为例,探讨用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向。依据观测资料的特征,把动态应变场分解为背景应变场和附加应变场。为了研究附加应变场主应变方向的变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,计算了主应变方向矢量,绘制了矢量轨迹图,结果为顺时针旋转的椭圆。在2010年3月4日台湾高雄6.7级地震前,矢量轨迹图有比正常情况更零乱、离散的现象。     

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。     

利用GNSS资料分析云南地区M≥5.7地震前应变场分布特征

对云南地区43个GNSS连续站2012-01~2018-12站点位移时间序列进行深加工处理,以期间发生的7次M≥5.7地震为样本,分别获取震前面应变和最大剪应变分布,并对震前应变场分布特征进行研究。结果表明：1) 7次M≥5.7地震前,云南地区存在显著的面应变变化趋势,多数情况下存在强挤压和强拉张并存的格局,累积面应变一般超过±4.0×10^-8,地震多发生在面应变(特别是面挤压)变化的高梯度带上;2) 7次M≥5.7地震前,云南地区存在显著的最大剪应变变化趋势,累积最大剪应变一般超过5.0×10^-8,地震多发生在最大剪应变变化的高梯度带上;3) 面应变(特别是面挤压)和最大剪应变变化的高梯度带可作为研判未来M≥5.7地震发震地点的重要区域。     

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。     

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。     

湖北地区现今GPS形变特征研究

选取中国地壳运动监测网络1998～2018年GPS观测数据,基于插值法计算湖北地区的形变和应变特征。初步研究结果表明,湖北地区地块运动稳定,无明显的形变梯度带,水平运动方向为东向微偏南,速率为5～9 mm/a,平均值为6.2 mm/a;垂直速度场平均值为-0.96 mm/a,以下降运动为主。面膨胀率结果显示,湖北地区具有4个面膨胀高值区和4个面挤压高值区。最大剪应变率场显示,在湖北中部地区形成一个高值环形带,湖北历史地震主要发生在应力应变高值区边缘带。巴东和秭归小震频发与长江三峡水库水位反复加卸载有关,GPS形变和应变无明显对应特征。     

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.     

漾濞6.4级地震前后云南地区GNSS应变场变化分析北大核心CSCD

利用GAMIT/GLOBK软件对2018~2021年以来云南地区43个GNSS连续观测站数据进行处理,获得时间序列,采用克里金插值方法计算获取应变率场,分析漾濞M_(S)6.4地震前后区域应变场变化。结果表明,地震危险区应重点关注面应变压缩区域和最大剪应变高低值转换区域;漾濞M_(S)6.4地震发生在前期面应变压缩区域,震后又迅速转变为拉张状态;漾濞一带长期处于最大剪应变率高值区,剪切活动较强,震中附近的最大剪应变率在震前出现短期区域应变积累速率快速降低的现象。     

2014年云南地区GNSS最大剪应变格网时序异常与M≥6.0地震关系分析

基于2014年云南地区28个GNSS连续跟踪站30 s采样率的数据,以震前3个月为时间尺度、1个月为窗长,提取最大剪应变格网时间序列。对去除趋势项后的最大剪应变时间序列,设定2倍标准差作为异常阈值,以2014年盈江6.1级、鲁甸6.5级和景谷6.6级地震为样本,对地震孕育过程中最大剪应变格网时序异常与M≥6.0地震的关系进行分析。结果表明,2014年云南地区GNSS最大剪应变格网时序异常分布与上述3个地震存在较好的对应关系,震前短期内最大剪应变异常格网集中分布于震中附近区域,且存在震前增强、震后快速消失的现象;最大剪应变异常格网分布相对集中的区域可作为预报M≥6.0地震发生地点的参考性指标。最大剪应变综合指标值预测结果显示,本次预测地震数4个,成功预报地震数3个,漏报数0个,虚报地震数1个(指标出现而未发生地震),准确率为75%。从空间角度来看,3次地震的震中都位于异常格网边缘,表明最大剪应变异常区边缘可能更加危险。