佘山台四分量钻孔应变仪记录的台风扰动特征分析

通过对佘山台四分量钻孔应变仪在台风“浣熊”(Neoguri)和“海葵” (Haikui)经过期间所记录的信号进行小波分解、连续频谱分析以及优势振动方向计算,监测到台风对近岸造成显著低频扰动,并分析了扰动信号在时间空间频率域的影响特征,在此基础上探讨了扰动的激发机制.分析结果显示:在台风发育过程中,覆盖周期为2—16分钟的3个频段能量呈现显著的上升—峰值—下降规律,且这种升降变化与台风中心到台站之间的距离具有良好的相关性,其中周期2—4分钟为扰动的优势频段,能量幅值则随周期的增大而不断减弱.四分量钻孔应变仪在两次台风逼近期间的优势振动方向均为160°左右.通过对比风速数据,结合海岸地形,认为风对陆地的作用并不是引起低频扰动的主要原因,更可能是台风以海浪为介质,通过不断与呈光滑凹形形态的杭州湾北部海岸线的反射作用,进而激发自由振荡频段的低频扰动信号.      

四分量钻孔应变观测的实地绝对标定

钻孔应变观测的实地标定问题有二层涵义: 在第一个层面上, 可以认为实地标定是相对室内标定而言的, 是对仪器(元件)灵敏度的标定, 称为相对标定; 在第二个层面上, 由测值换算出孔径相对变化以后, 还要利用理论固体潮等依据对与钻孔周围介质的弹性有关的参数进行标定, 从而给出应变变化, 称为绝对标定。 文中提出了四分量钻孔应变观测的绝对标定的新方法, 并以昌平台RZB-1型钻孔应变观测为例进行实际应用, 取得了相当好的结果。     

基于钻孔应变地震波记录确定地震面波应变震级

近年发展的高采样率的钻孔应变仪可以记录到地震波造成的水平应变,是动态库仑应力研究的重要手段.利用钻孔应变仪记录的应变地震波确定地震震级,是一个重要的科学课题.本文收集了我国10个应变台站四分量钻孔应变仪2020年1—3月记录的10 Hz采样应变地震波资料,共选出震级M≥4.0的浅源地震68个,用最小二乘法求得应变震级公式为M_ε=lgE_max+1.65lg(Δ)+1.43.对于6.5级以下的地震,计算得到的应变震级■_ε与中国地震台网中心公布的震级M_CENC基本一致:■,但本研究中的两个7级地震,应变震级出现了震级饱和现象.本文的基本结论是:应变定震级是可行的,但对于两个7级地震的饱和现象需要进一步深入研究,因为它们不但涉及震级确定,而且涉及远震动态库仑应力触发地震的研究.今后要对更多的大震钻孔应变波形记录进行分析.     

四分量钻孔应变观测资料的换算和使用

水平四分量钻孔应变仪观测的是地表附近一点的水平应变变化. 但是其直接记录并非应变变化,应根据互检条件先进行实地相对标定(计算元件校正系数),然后用理论固体潮进行实地绝对标定(计算探头校正系数),才能进行应变换算,给出可作为应变变化使用的数据. 因为钻孔应变仪观测的是应变变化,所以实地标定和应变换算都需要用增量. 对于精确的研究,这些校正系数都可能随时间变化,因而需要根据具体问题按特定时间段对校正系数进行计算. 该文比较系统地说明了四分量钻孔应变观测资料换算和使用的基本步骤和具体方法,并以姑咱台的观测资料为例,给出了具体分析结果.     

用四分量钻孔应变仪观测构造应变速率

中国地震局"十五"期间建立的四分量钻孔应变观测台网运行已经超过9年,至今大部分台站仍然工作正常.对所有这些台站的全部观测数据的分析结果表明:这些四分量钻孔应变仪的观测变化非常稳定,主方向大体不变,剪应变速率保持在一个相当恒定的水平上.这应该是地壳构造运动造成的应变变化的表现.这种对构造应变变化主方向和应变速率的精确观测,可以为地球动力学等多方面的研究提供可靠的数据.以理论固体潮作为标准进行实地标定,最大剪应变的应变速率除少数台站达到每年几个微应变外,大多数台站都小于1个微应变;面应变的应变速率比较大,个别台站超过10个微应变,大多数为几个微应变,可能受到"孔缩"影响.多方面的证据表明:观测漂移主要与水泥耦合有关,而水泥耦合过程其实是逐渐调整到适应围岩应变场的过程,只影响最初1～2年的观测结果.     

营口地震台分量钻孔应变(YRY、RZB)数据对比分析

营口地震台是全国钻孔应变观测台站中极少数同时拥有两台套分量钻孔应变同时运行的台站,两台仪器同时运行已4年多,观测资料基本完整。我们要以台站使用的预处理系统为基础,依据现有的观测资料进行对比观测分析,通过中国地震台网前兆管理系统和预处理系统对观测数据进行处理、分析和提取,并使用MAPSIS对观测数据进行进一步分析数据的自检和异常特性,查找一致性和区别,利用数学方法识别和提取,总结两种仪器的观测特征和异常信号区别,分析两套仪器的观测差异,从而提高观测质量和钻孔应变在地震监测中的重要作用。     

基于钻孔应变观测资料分析远震造成的动态库仑应力变化

已有证据充分证明了大地震远震触发作用的存在.为认识其机理,需要深入探究大地震产生的远场动态应力对断层面应力及断层地震活动性的影响.四分量钻孔应变仪作为超宽频地壳应力监测的重要手段,可以直接记录地震波传来时造成的动态水平应变和应力,这些资料对动态库仑应力变化及其影响的研究有着重要意义,而迄今尚未得到足够重视和应用.本文通过对高台、通化台的四分量钻孔应变仪记录到的2018年太平洋地区4次大地震事件数据进行分析,识别出了P波、S波和面波等不同震相,运用应力花瓣方法分析了它们的特点,计算了它们各自引起的动态应力变化,展示了利用钻孔应变实际观测资料定量研究不同震级大小、不同震中距离的远震地震波在台站位置处的地壳造成动态应力变化的可行性.研究发现,台站位置处动态应力变化的主应力轴方向大体与震中方位角一致,并讨论了对台站附近断层面上动态库仑应力的影响.定量计算结果表明,这4次地震在高台、通化台附近断层面产生的动态库仑应力变化峰值在数百帕量级,低于一般认为的动态触发阈值,也的确没有观测到被动态触发地震活动.但是本文的思路和方法,对今后更大远震可能产生的触发效应提供了研究基础.     

姑咱台的十年钻孔应变观测和汶川地震前兆异常

姑咱台的YRY-4型四元件钻孔应变仪是2006年底安装的,至今仍在正常工作,已经有十多年的分钟值观测数据.姑咱台的这种观测的高质量,首先体现在连续性上,除仪器本身的耐久性外,认真有效的运维管理是一个重要原因.这种高质量观测的另一个特点是稳定性,十年来耦合系数保持稳定,说明观测系统的稳定.这种观测数据保持了良好的自洽性,作为四元件钻孔应变观测,这是一项关键指标.所有这些指标(连续性、稳定性和自洽性),说明了观测技术和产出数据的可靠性.根据这十多年的可靠观测数据,得到两个重要认识:一个是这种仪器可以观测长期的构造应变速率,改变了过去对钻孔应变观测频响性能的认识,有助于对现今构造运动特别是地震断层现今活动性的研究;另一个是汶川地震前观测到的异常变化得到进一步确认,这为地震前兆研究提供了一个可靠的个案.不仅如此,姑咱台还进行了这种钻孔应变仪的高频观测实验,采样率达到每秒100次,与摆式地震仪相同.结果表明,这种应变仪在高频端的观测表现非常好.这为地震波研究提供了新手段.更重要的是,它说明这种钻孔应变观测是一个地球动力学的全频段观测技术.这种观测创造了一种可能性,就是将地震孕育以及发生的过程完整...     

甘肃高台分量式应变前驱波的特征分析

甘肃高台基准台钻孔分量应变仪运行稳定,资料连续可靠.发现在部分大震前有形态各异的前驱波存在,其表现方式有突升、突降、固体潮畸变和地脉动加粗等.介绍了部分震例,并对其成因进行了初步的讨论.     

黄梅台宽频带倾斜仪记录的台风扰动特征分析

利用黄梅台VP宽频带垂直摆倾斜仪在台风“巴威”（BAVI）和“烟花”（IN-FA）经过期间记录的连续观测资料,通过小波分解和傅里叶变换,分析台风引起的地脉动信号的扰动特征和频谱特性。结果表明：台风扰动幅度随着台风进程呈现出上升—峰值—下降的规律,与台风风速、台风中心与台站距离有良好的相关性;台风引起的地脉动信号的优势频率范围为0.13—0.3 Hz,对应周期为3.3—7.7 s。     

天水钻孔应变可靠性分析及映震效能检验

通常利用4个元件的读数计算2个面应变数值及相关系数值（数据自检）对天水北道四分量钻孔应变仪观测数据进行可靠性检验,虽然自检效果差,但映震效能好。通过实地相对标定校正元件灵敏度,对观测数据进行校正,获得校正后的自恰性检验结果;根据不同震例情况,采用超限率方法和S变换方法分析校正后数据的映震效果,进一步论证观测资料的可靠性。结果表明,经过实地相对标定后天水钻孔应变观测数据自洽性提高,原始曲线中的异常变化形态在经过超限分析和高频分析后也异常显著,映震效能好,能够真实反映所处区域的构造活动和应变,对甘东南地区地震危险性有很好的地震指示意义,可以更好地用于区域地震预测和地震科学研究。     

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据。利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高。对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高。综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源。     

基于分量钻孔应变资料分析测区构造应变变

根据“双衬套”理论模型和应变理论, 以易县台分量钻孔应变观测资料为例解算测区构造应变变化。 由于易县台分量钻孔应变元件灵敏度不一致, 首先进行相对实地标定, 数据信度由0.7557升高到0.9344; 其次, 应用理论固体潮对易县台分量钻孔应变进行绝对标定, 得到耦合系数; 最后, 通过应变换算得到易县台观测点附近的应变参数, 面应变ε_a每年以2440 ns的速度变化, 最大剪应变ε_s以每年230 ns的速度变化, 应变主方向为138°。 综合结果表明, 易县台测区附近的构造应变呈稳定拉伸的状态。     

泉州地区三套TJ-2C钻孔体应变观测资料对比分析

泉州地区目前存在的三套TJ-2C钻孔体应变仪整点值都能清晰地记录到应变固体潮汐,分钟值能记录到部分远大震应变波、震前异常阶跃等动态信息。由于不同的测点因其所处地质构造和钻孔自身岩性、岩石完整性、埋深等情况不同,其受干扰的影响程度和监测地震前兆异常的能力都可能存在着不同,并且观测曲线表现为较复杂的异常形态。对2015年这三套仪器观测资料进行对分析,从中找出更能真实反映地球内部应力变化的测点。     

上海佘山钻孔形变观测资料正常背景噪声变化特征分析

对上海佘山钻孔形变观测资料正常的背景噪声进行初步分析并定量刻画其正常信息场的变化特征。结果显示:上海佘山形变观测资料的小波变换细节部分不同尺度包含着不同的信号成分,通过研究形变观测资料小波变换各尺度信号的非震异常特征变化,可能会捕捉到与地震孕育过程有关的前兆异常信息。     

福建省数字化钻孔体应变观测资料质量初步分析

对整个福建省的钻孔体应变仪器运行状况进行了综合评价,并对4个台站的观测资料质量进行了分析,用M2波潮汐因子及其相对中误差等来衡量其总体精度和稳定性,还分析了钻孔应变观测的干扰机理和特征,希望能够正确地认识以及排除观测资料中的非异常信息,提高观测精度,为地震分析预报提供可靠的前兆资料。     

张家口地区应变参数变化及其特征研究

根据1988—2009年张家口伸缩仪3方向的线应变资料计算出最大主应变、最大剪应变以及主应变方向等平面应变参数,分析张家口地区的断层特征、张家口伸缩仪观测环境的变化,结合1988—2009年张家口地区Ms≥4.0级以上地震,研究张家口地区应变参数的变化特征。     

六合体应变干扰因素与地震短临异常特征研究

利用江苏省南京市六合地震台钻孔体应变2003年1月1日至2008年12月31日的数字化观测资料,对气压和降雨这二种主要干扰因素的基本变化规律进行分析,讨论了发生在该台预报效能范围内的3次中强地震的短临异常特征.结果表明:气压变化在各个季节对观测值均有较大的影响,以短周期的正相关干扰影响为主,在时间上往往表现为准同步,相关系数能达到0.6～0.7以上;降雨对体应变的影响与降雨过程、降雨量及降雨时间等有密切的关系,持续降雨只有积累到一定程度才能促成固体潮畸变,这一过程虽较复杂,但仍有一定的规律可循.六合体应变对区域内中强地震有1～2月的突出短临异常变化.     

岷县漳县Ms6.6地震前武都、天水钻孔应变异常变化分析

2013年7月22日岷县漳县M_s6.6地震前2~3月内,武都、天水应变资料出现了不同程度的异常变化,其中两台的NW道异常都非常显著,与2003年、2004年2次岷县地震前武都应变出现的异常很相似,都有β₁、β₂、γ₁三阶段前兆异常特征。     

利用应变场和基线变化率研究新疆南天山地区近期地壳运动特征

利用GPS数据研究南天山地区地壳运动特征,截取了该区域2005 ～ 2009年GPS数据,在统一框架下进行解算,并绘制出不同时段的主应变、剪应变以及基线变化速率等图像,研究表明该区域的地壳形变具有自西向东、自南向北减弱的特点,主压应变主要表现为受印度板块向北推挤而形成的近南北向压性应力场.2005～2009年基线变化速率表明,以喀什沿经线南北向为界,其东部区域基本上为压缩区,其西部区域基本上为拉张区,东部的基线缩短平均速率(4.84 mm/a)大于西部基线伸长的平均速率(3.06 mm/a),以喀什沿纬线东西向为界,其南部区域基线变化平均速率(5.58 mm/a)明显高于北部区域基线变化平均速率(3.52 mm/a),且伸长、压缩变化速率最大基线均在南部地区,说明南部区域受到塔里木块体和青藏高原挤压比较强烈,表明喀什南部区域地壳运动相对活跃.