钻孔耦合因素对引潮力标定的影响分析

利用多层厚壁筒组合的力学模型,分析介质力学性质变化对钻孔面应变耦合系数的影响。利用引潮力标定方法对观测资料的研究表明,"地层、水泥环和钢筒"模型不能完全反映观测条件,考虑原地应力卸载影响的四层介质耦合模型,与观测环境基本相符,可以对观测结果进行较合理解释,同时发现钻孔面应变耦合系数的大小与台站的背景应力场存在一定关系。     

钻孔体应变与面应变观测参数k的计算

钻孔体应变与面应变观测模型是地壳岩石应变测量资料分析的理论基础,对揭示研究对象的物理本质有所帮助,因为都含有参数k(应变仪钢筒内壁面应变与空孔岩石面应变之比),故k 的解算对模型的正确表述十分关键。考虑到外加应力需在岩石、膨胀水泥和仪器钢筒等3 层介质中传递的实际情况,根据弹性力学中的厚壁圆筒方程,推导出轴对称应力作用下k的计算式,该式与平面应力作用下基于双衬套理论(潘立宙、欧阳祖熙和陈沅俊等建立)的解算结果完全一致,公式的可靠性由此得到互证。又对k 的影响因素进行了系统研究,给出有关变化规律曲线和定量指标。最后,与Evertson 用2 层介质模型(岩石、钢筒)推导的k 值(0. 9)进行了比较,指出二者之间的明显差异和0. 9 的狭窄适用范围。     

山西昔阳地震台体应变观测固体潮研究

通过震例,对山西省昔阳地震台体应变观测固体潮的理论值与观测值进行对比分析,找出了震前固体潮变化的特征.同时,对影响固体潮变化的因素进行了分析,对排除干扰,提高地震预报的准确性提供了参考依据.     

荷载对钻孔应变观测影响的实例分析

在对比分析地表集中荷载模型和三维有限线段荷载模型的基础上,结合张家口台钻孔体应变2012年1~5月短期异常变化时段受工程影响的实例,采用三维有限线段荷载模型定量计算清水河清淤和蓄水阶段对张家口体应变影响的理论值。结果表明:计算得到的张家口体应变理论值为-3.12×10-9、4.07×10-9,而实际扣除线性漂移后短期异常为-1.58×10-7、2.30×10-7,理论值远小于实测应变值,因此该项异常变化不能仅归结为工程建设造成的荷载变化所引起,可能存在其他干扰因素或地壳应变变化的共同作用。荷载对钻孔应变观测影响的定量计算,在钻孔应变资料异常分析判定中能起到一定的辅助作用。     

体应变观测中的气压干扰机制和作方法的研究

建立体应变理论气压干扰模型，通过实际观测资料研究了气压对体应变月变和日变的干扰过程，探讨消除干扰的方法，且和水位资料作了对比分析。     

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。     

抽水对体应变的干扰及其消除方法

通过对北京昌平台Ｓａｃｋｓ体应变和气压、水位及抽水资料的综合对比分析，较系统地论述了抽水对体应变年变、月变和日变的干扰作用，并探讨了消除干扰的方法。结果表明，去掉干扰后的体应变曲线与１９８９年大同等地震存在一定的对应性。本文在研究体应变的同时，也研究了地下水位的变化，并比较了二者的异同。     

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。     

漳州台深井综合观测与洞体应变观测资料对比分析

根据漳州地震台深井观测系统中探头上、下端面共8分量应变观测单元及台站洞体内伸缩仪的应变固体潮观测资料,利用相互垂直的一对线应变分量共5种组合的方式计算出本地的面应变,并与固体潮理论值进行两两相关分析比较。结果表明,深井观测系统的4种面应变组合的变化形态较伸缩仪面应变更接近固体潮面应变理论值,其中6#8#组合为最优组合,与固体潮理论值相关系数高达0．9418,而伸缩仪组合与理论值相差较大,相关系数仅为0．7838。Venedikov调和分析显示,深井观测系统的内在质量优于洞体内伸缩仪的观测质量。     

体应变的气压效应

通过对河北省张家口地震台体应变和气压观测和对比分析,探讨了消除气压干扰的方法。指出用别尔采夫滤波法去掉体应变固体潮和气压的短期用回归方程、相关分析、求气压系数,体应变残差等可排除气压干扰。结果表明,当体应变观测曲线出现异常时,消除气压干扰后,异常更加明显,更有利于对异常的识别和判断。发现去掉干扰后的体应变曲线与１９９８年１月１０日河北张北６．２级地震存在一定的对应关系。     

钻孔体应变与面应变观测井孔耦合系数的计算

钻孔应变观测系统（岩石、 膨胀水泥和应变仪钢筒）存在显著的井孔耦合效应,只有确定这一耦合系数,才能得到地壳岩石的真实应变值,从而实现不同测点数据的可比性．本文根据双衬套理论及弹性力学理论,建立了三维空间应力作用下体应变与面应变观测力学模型,并进一步推导各自井孔耦合系数计算式,发现两组系数与井孔的受力状况密切相关,分别与不同力源引起的应变信号相对应．亦即应力比（钻孔轴向应力与平面应力之比）不同,耦合系数也不一样,体应变随应力比的增大而下降,面应变则上升. 本文结果还表明平面应力作用下的耦合系数与外加应力无关,只与观测系统本身有关,故数值保持恒定. 此外,文中对其影响因素也进行了分析,结果表明,体应变和面应变的井孔耦合系数均随岩石弹性模量和泊松系数的增大而增大,且前者的幅度较大,井孔耦合材料水泥对二者影响均很小．     

仪器标定格值变化对钻孔应变观测数据的影响

以巴南地震台钻孔应变某一时段观测资料异常变化为例,指出观测仪器元件标定格值是影响钻孔应变观测数据的重要参数,与固体潮汐幅度成反比例关系,且格值变化也可能是改变钻孔应变趋势形态的一种因素。文中分析格值与应变观测数据之间的物理机制,校正恢复异常时段观测曲线,为钻孔应变异常干扰识别工作提供参考。     

Trial results of YRY-2 shallow borehole strainmeter at eight observation sites in North China

The analysis results of observations data indicate that this shallow-borehole (21 m – 52 m) strainmeter can record accurate crustal movements. Its records of earthquake and solid tide can be analysed. To use long period frequency data, null drift must be considered. To extend its application, the technique of installation and anti-lightning stroke should be improved. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,15, 224–231, 1993. This project is supported by the Earth-quake Monitoring Department of the State Seismological Bureau.     

Developments of borehole strain observa- tion outside China

Introduction The Earth′s crust deforms in the regional tectonic stress field. Borehole strain observation isone important means for studies on the crustal deformation and the stress field. QIU and ZHANG(2002) have introduced the current situation of borehole strain observation in China. OutsideChina, early in September of 1968, Sacks of Carnegie Institution of Washington and Evertson ofUniversity of Texas firstly invented a borehole dilatometer in the world (Sacks, Evertson, 197…     

Developments of borehole strain observation outside China

Borehole strain observation is playing an increasingly important role in the study on the crustal movements. It has been used by many countries such as China, USA, Japan, Peru, Australia, South Africa, Iceland and Italy, in research fields of plate tectonics, earthquake, volcanic eruption, dam safety, oil field subsidence, mining collapse and so on. Borehole strainmeter has been improved rapidly and tends to get more and more components included in one probe. Based on observations by this kind of instruments, studies on seismic strain step, slow earthquake, earthquake precursor and volcanic eruption forecasting have made remarkable achievements. In the coming years, borehole strain observation is going to become one major goedetic means, together with GPS and InSAR. Foundation item: National Natural Science Foundation of China (40374011) and Joint Seismological Foundation of China (1040037).     

钻孔应变观测干扰及异常分析

怀来台体积式钻孔应变仪安装于1988年,以应变固体潮为主要观测目标.多年来,取得了连续完整高质量的观测资料.本文列举了怀来钻孔应变的台址背景及仪器观测条件;分析了实际观测中钻孔应变资料受仪器零漂、气压、水位、降雨等因素的干扰;研究了钻孔应变在本区及邻区震前出现的记录曲线畸变、潮汐因子异常、应变固体潮畸变等不同形式的异常变化并对其进行特征分析.研究表明,钻孔应变观测是获取构造活动异常变化信息,进行地球物理研究、地震预测预报的有效途径.     

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.     

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.     

铁门关钻孔应变记录地震及其固体潮畸变特征

分析铁门关钻孔应变记录地震的空间分布、震级和震深特征,选取32组较明显的固体潮畸变现象进行研究,结果表明：钻孔应变固体潮畸变主要表现为外部环境干扰、强远震前畸变和同震响应3种类型。