分量式钻孔应变仪监测的附加应变场面应变分析

根据钻孔加衬模型和应变理论,得出分量式钻孔应变仪观测值不等于实际的线应变,但相互垂直的应变元件观测值之和与面应变成正比例.利用四分量钻孔应变仪的“自检”功能,对观测数据进行校正.以漳州地震台分量式钻孔应变仪资料为例,计算校正系数.校正前后的残差分析结果表明,校正效果明显.     

四分量钻孔应变仪计算式梳理及震例应用

从四分量钻孔应变仪基本原理式的分析出发,可知首先得到的物理量是岩石面应变和切应变及主应变的方位角,然后得到的最大、最小主应变是间接结果,建议多使用面应变和切应变的表示方法。由此说明当下需要重视灵敏系数A、B的实用化研究。据此思路,以云南省昭通地区2012年彝良M 5.7地震和2014年鲁甸M 6.5地震为例,对2次震中附近几台四分量钻孔应变仪记录的观测数据进行计算,初步分析表明,基于面应变和切应变的视角进行分析,其效果多优于以元件为单位的分析,可直接得到面应变和切应变异常及特征;2个面应变测量数据间的相关系数曲线,有时会在震前数天和震时出现异常变化,此新线索值得关注。     

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.     

SKZ-3分量钻孔应变仪的测试方法研究

基于四分量自检原理研制出的SKZ-3分量钻孔应变仪,不仅具有传统地应力观测优势,还具备地球深部高频应变监测。而对SKZ-3分量钻孔应变仪进行测试和校验,是保证观测数据真实有效的基础。     

川滇地区钻孔四分量应变仪记录的同震应变阶分析

通过对比川滇地区6个钻孔四分量应变台站记录的汶川Ms8.0级地震和芦山Ms7.0级地震的同震应变阶,发现结果不满足四分量应变的自检特性,而且两组面应变的同震应变阶的张压性变化不一致,这可能和地震震级有关,也有可能和仪器的自身特性、台站所处断层环境、台站与震中的距离、元件的方位角等有关.另外,利用钻孔分量应变仪记录的同震应变阶进行相关研究时,还需对数据的可靠性做深入分析,否则可能会产生错误结果.     

江宁地震台YRY-4型四分量钻孔应变仪可靠性检验

江宁地震台YRY-4型四分量钻孔应变仪于2006年12月安装运行,多年来积累了大量应变观测数据。采用Venedikov调和及相对标定等方法,从观测数据年变幅度、连续率及稳定性等方面,检验该台钻孔应变可靠性,结果表明,2009年以来,江宁地震台分量钻孔应变观测变仪器运行稳定、可靠,观测资料连续,符合地壳形变观测技术规范要求。     

山西忻州地区YRY-4分量钻孔应变仪典型干扰因素分析

YRY-4分量钻孔应变仪具有高分辨力特点,在实际运行过程中能够记录到多种类型的外界干扰,表现为观测曲线突变或趋势异常。选取山西忻州地区5套四分量钻孔应变仪自运行以来的观测资料,基于各类干扰因素特征进行分析,结果表明：在日常运行中,影响钻孔应变观测的典型干扰因素主要有观测系统、自然环境、场地环境、人为干扰等;观测系统运行稳定,映震效能良好。     

分量式钻孔应变观测耦合系数的计算

根据双衬套钻孔应变观测力学模型,推导出平面应力作用下各分量应变观测中两个耦合系数(A、B)的计算公式,为进一步确定地壳应变场最大、最小主应变的数值及方向提供了必需的前提条件,对当前国内外开展的利用钻孔应变进行地震、火山和板块边界的观测研究具有一定积极意义.研究结果表明,A、B与用双环模型和复变函数法解算出的c(面应变响应因子)、d(剪应变响应因子)之间分别存在2倍的关系(c=2A,d=2B),并且二者绘制的曲线完全一致,c、d的物理含义分别是地壳岩石面应变与剪应变观测的井孔耦合系数.     

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。     

FZY-1型多分量式钻孔应变仪的设计

介绍了最新研制的FZY-1型多分量式钻孔应变仪的探头的设计,所采用的电路,仪器参数的检测方法及该仪器的安装方法。     

天山中段两次地震前尼勒克分量式钻孔应变异常特征分析

为钻孔应变短期地震预报提供新思路,通过对尼勒克分量式钻孔应变的曲线形态、自检因子、面应变和剪应变异常的梳理,发现天山中段霍城Ms5.0、拜城Ms5.4地震前尼勒克分量式钻孔应变四分量出现破年变异常.自检因子在霍城Ms5.0地震前2个月出现"失洽"现象,异常形态表现为先下降后回返,地震时刻的相关系数基本达到最低值或在最低...     

基于新疆分量式钻孔应变异常时间的地震强度预测研究

研究了利用钻孔应变异常时间预测地震震级问题。从实际工作需要出发,在做了大量震例总结和比较了前人的工作之后,首次得到了更加适合新疆地区的异常时间与震级之间的统计关系式,即Ms=5．4＋0．004T±0．5。讨论了3个预测震级公式的优缺点及存在的问题,一些不合理的因素得到改善,震级预测误差明显减小,这对新疆地区的地震强度预测有实际意义。     

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。     

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。     

易县地震台分量钻孔应变观测数据分析

选取易县地震台YRY-4型分量式钻孔应变仪2012—2020年观测数据,进行Venedikov调和分析,并对2015—2020年四分量数据S₁、S₂、S₃、S₄进行自洽检验,发现应变观测数据连续性、可靠性较高。选取该台2018—2019年钻孔应变原始数据S₁、S₂、S₃、S₄,利用面应变S₁ + S₃、S₂ + S₄相关系数,分析河北省3次M_L≥4.0地震前数据异常变化,并利用剪应变S₁ - S₃、S₂ - S₄的大小,分析受抽水干扰的NE分量主应力方位角,判断干扰源方位,结果发现：①面应变与剪应变在地震发生前均会出现异常变化,且剪应变异常变化幅度较大,应与震中相对于观测井的位置有关;②对于受抽水干扰的钻孔应变NE分量,利用剪应变固体潮数据推算主应力方位角,可得干扰源在钻孔应变观测室NW80.96°方位,与实际位置存在一定偏差。     

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.      

手持式钻孔应变仪井下传感器现场检测装置的设计和应用

介绍了在WIN CE控制平台下设计的一种钻孔应变仪井下传感器现场检测装置.设计采用了基于32位ARM工控触屏板以及嵌入式Windows CE操作系统作为软硬件平台,集成了 485通信接口和多通道高精度模拟信号的数据采集单元,实现对钻孔应变仪井下传感器(应变传感器、气压、水位、水温传感器)部分的控制、调零、故障检测等功能...     

镇江市地震台RZB型分量钻孔应变仪地震记录特征与地震参数相关性分析

选取镇江市地震台RZB型分量钻孔应变仪2014年5月至2018年3月记录的全球142次地震,探讨该应变仪地震记录能力,分析震级、震中距与最大振幅之间的关系,以及地震波传播方向与四分量中振幅最大分量方位的关系。结果发现：该应变仪可记录研究时段全球发生的所有8级以上地震,理论上震级越大,记录的地震震中距越大;震级相同,震中距越大,应变仪记录的地震波最大振幅越小,拟合曲线较为符合幂函数关系;震中距相近,震级越大,应变仪记录的地震波最大振幅也越大,拟合曲线较为符合幂函数关系。偶有数据点偏离拟合曲线较远,是因为：①地震震源较深;②应变量的最大值或最小值未被记录到,量取值非实际最大和最小振幅;③有时地震波形周期难以分辨。多数地震最大振幅所在分量方向与地震传播方向基本相同。