一种RZB分量式钻孔应变仪原地线性标定技术及试验

由于运维时间长,RZB钻孔应变仪存在元器件老化、材质蠕变等问题,使传感器性能不断发生变化,需要定期对其进行原地静态物理标定。目前采用的以压电陶瓷为核心的静态物理标定方式存在迟滞、蠕变、非线性等缺陷,使标定结果精度差、误差大。本文设计了以陶瓷马达为核心、光栅传感器作为反馈、RS485总线为基础的远程线性标定机构,实现了RZB钻孔应变仪原地线性标定功能。在实验室开展原地线性标定模拟试验,传感器满量程的标定数据结果表明,标定分辨率达到2 μm,线性度优于1%。     

RZB钻孔应变仪量程扩展的研究

为使RZB型钻孔应变仪在千米深井水压的作用下能够正常工作,设计了以陶瓷马达为核心、RS485总线为基础的远程控制机构,用以补偿传感元件的初始位移,从而实现RZB型钻孔应变仪量程的扩展,并在实验室开展了10 MPa水压的模拟实验。结果显示,装有量程扩展系统的传感器在5 MPa处超量程,经量程调节后,在10 MPa处仍能正常工作。     

高台地震台分量式钻孔应变仪的效能评估

对甘肃省地震局高台地震台新安装的YRY-4型分量钻孔应变仪的观测数据的分析表明,此仪器的观测结果能真实客观地反映高台地区地应力的变化,其观测资料连续、稳定、可靠,可为地球物理和地震预报的研究提供准确可信的资料。     

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。     

具有量程扩展和原位标定功能的RZB钻孔应变仪传感器稳定性研究

为考查具有量程扩展和原位标定功能的RZB钻孔应变仪传感器的可靠性和稳定性,设计了山洞条件下该传感器与常规传感器的定性对比实验,并对传感器日漂移量进行定量计算.通过对2019-10～2020-05观测数据进行绘图分析和计算统计,验证RZB钻孔应变仪传感器的优越性.     

TJ-Ⅱ型钻孔应变仪安装过程中的几个技术问题

根据山东省TJ-Ⅱ型钻孔应变仪的安装经验,简要讨论了TJ-Ⅱ型钻孔应变仪在安装过程中要注意的几个技术问题。     

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。     

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。     

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利用四元件钻孔应变观测资料研究佘山地区主应变及主方向变化特征

为研究佘山地区应变场变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,使用2013~2018年佘山台观测资料的变化值及差分值,通过无校正、变化校正和差分校正3种应变换算方法,得到3组面应变年速率、最大剪应变年速率变化及应变主方向计算结果。对比发现,利用差分值进行应变换算,在计算应变主方向及提取面应变年速率和最大剪应变年速率特征曲线方面更有效。     

体积式钻孔应变仪的标定研究

介绍了体积式钻孔应变仪的结构原理,分析计算了仪器的热标定.通过别尔采夫滤波去掉仪器产出数据中的低频趋势变化,求得M2波潮汐因子,并利用潮汐因子对仪器数据进行校正.     

PBO钻孔应变同震响应分析

以2017-09-08墨西哥8.1 级地震为例,分析14个PBO综合钻孔应变仪和地震仪同址记录的地震波信号,结果表明,应变仪记录的地震波符合射线传播规律。对不同震中距的站点进行基于S变换的应变仪与地震仪的同震响应特征分析,二者同震响应一致性较好,应变仪频段主要在0.25 Hz以下。取震后1 h应变数据进行分析发现,同震阶段应变主方向指向震中。     

姑咱台压应变异常信号与汶川和芦山等地震的关系研究

对2007~2014年姑咱台应变仪第一分量的分钟值原始观测曲线进行研究。结果表明,其日、月异常合计幅值、频次和时间均在汶川地震前显著增加,日、月累加值曲线相应快速上升,2008年以后速率明显放缓,前后相差最大可达10倍、9倍和4倍,与汶川地震表现出较强的对应关系。但之后发生芦山和康定地震时,这一过程并未重现。根据龙门山一带地应力实地测量结果和视应力分析结果,对该现象进行一定程度的解释。     

岩石弹性模量对钻孔体应变仪M2波视潮汐因子影响分析

首先,应用 Venedikow 调和分析方法计算体应变仪观测记录的M2波视潮汐因子;然后,对体应变仪井下传感器观测层岩芯进行单轴压缩试验,根据应力-应变曲线求取岩芯试样的力学参数。对比研究试样的单轴抗压强度和弹性模量与M2波视潮汐因子的关系,结果表明,弹性模量E对M2波视潮汐因子有明显的影响,随着M2波视潮汐因子的增大,岩石弹性模量呈线性函数降低,二者具有很好的相关性。钻孔岩芯力学性质的差异性是造成体应变仪之间M2波视潮汐因子差异较大的主要因素。