高采样率四分量钻孔应变同震响应分析

In this paper, we adopt the observation data of two 10Hz YRY 4-component borehole strainmeters and one 100Hz FBS-3B broadband seismometer to study the responses of their observations to the April 11, 2012 Mw 8.6 earthquake off the west coast of northern Sumatra, and compare the response characteristics during the coseismic stage after preprocessing of the data. We analyze the spectrum＇s dynamic process during the coseismic stage with the S transformation method, and discuss the spectrum＇s details in different seismic phases. The S transformation results of the data of seismometer and borehole strainmeter at the same station show that the coseismic spectrum evolution of the two kinds of observation are similar to each other and can be cross-referenced in indentifying the wave signals, which proves that the borehole strainmeter measurements at high frequencies are reliable.     

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。     

福建省钻孔体应变同震响应分析

通过福建省4个钻孔体应变仪对印尼强震的同震响应波对比分析,研究了福建省体应变变化特征,得出体应变幅度与震级成正比、响应延迟时间与震中距成正比的结论,进一步探讨了福建省各台站对印尼远强震的体应变变化特征及其与断层性质的关系。     

汕头地震台分量应变同震记录特征

回顾汕头地震台四分量钻孔应变对地震的记录特点,分析了同震记录与震中距、持续时间的相关性。分析发现,汕头台分量应变的同震记录持续时间和震级正相关,也与震中距大小正相关。另外,不同方向的记录具有方向性特点,即同震记录的震荡强度与地震发生的方位相关,一般与地震方位垂直的分量响应较大、平行的响应较小,这与汕头台临近水库降雨加载的特点相似,都是垂直于加载方向的响应较大。     

四分量钻孔应变干扰特征时频域研究

时频分析是分析应变数据的主要方法,采用小波变换和S变换,对山西代县和繁峙地震台的四分量钻孔应变仪受雷电、大风干扰的观测数据进行时频分析.结果发现,通过秒采样数据时频谱来识别雷电信号的能力优于分钟值数据,分钟值数据时频特征用来反应大风干扰信号的能力优于秒值数据;S变换在高、低频部分的时间分辨率均优于小波变换.通过小波变换...     

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.     

漳州台深井应变不变量同震响应分析

在解决钻孔应变观测加衬模型的待定常数的基础上,巧妙地利用不变量与坐标系选择无关的性质,推导出了5组观测组合计算不变量的简洁表达式,并以玉树地震为例,选取漳州台深井观测系统的探头上、下端面8分量应变观测单元的观测资料,采用加衬模型分别根据探头上下端面的5组观测组合公式计算了地震当天的最大主应变、最小主应变、最大主应变相应...     

青海地区钻孔应变同震响应特征分析

收集了青海6个钻孔应变台站资料,对青海玉树7.1级地震、日本9.0级地震和四川芦山7.0级地震进行同震响应和震后效应特征进行对比分析,得出的结论是钻孔应变同震响应出现阶变的起始时间与地震波到达的时间基本一致,属于同震变化,应变阶跃随震源方位、震级等因素有较好的比例关系。     

尼泊尔地震钻孔应变同震记录分析

采用十五期间架设的贵阳、昭通、永胜和腾冲四个台的钻孔应变资料,对2015年4月25日尼泊尔Ms8.1地震同震应变波进行对比分析,结果表明非同台钻孔应变同震记录的初动时间、波动幅度和持续时间等与地震震级、震中距存在一定的关系,但在地震应变阶、张压性变化等方面差异较大,造成此差异的原因尚需进一步研究。     

利用钻孔体应变同震应变波测定大震震级

利用钻孔体应变仪记录的全球大震,导出同震应变波参考震级m、双振幅A、应变波推移时间τ(在短周期地震仪上测量的P波起算)的关系式m=3.0+1.40lgτ+lgA,并取得以M震级为基准的尾波应变震级标度MD=4.08+1.04lgτ+0.74lgA,尾波的多点测量改善了7.0级以上大震MD的精度,与M比较的震级标准差为0.12,MD的震级标准差为0.10,该方法测量全球大震不存在震级"饱和"问题。     

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。     

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.     

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.     

四分量钻孔应变资料的质量评价及拟合分析

针对“十五”期间完成布设的YRY-4型四分量钻孔应变仪的观测数据, 简要分析了气压、 水位与应变观测三者间的相互影响关系, 介绍了几种典型的水位干扰因素影响特点。 在对观测资料进行初步评价的基础上, 利用四分量观测特有的自检功能, 对应变观测资料的质量进行了更深入的评价。 依据资料质量评价结果, 在仪器稳定期内借助包含气压、 水位影响的综合拟合模型, 给出了信度较高观测站的各路分量响应率、 气压系数、 水位系数等参数的分布情况, 可作为今后进一步分析的背景参考。     

不同采样率水位同震响应能力及其特征分析

分析同种仪器不同采样率水位资料同震响应记录情况,发现存在很大差异,不但形态上明显不同,响应能力及响应幅度上也差别很大.在此基础上认为,秒采样率数据能更好记录同震响应.指出,为了记录到真实完整可靠的同震响应,观测仪器应在采样率、数据存储容量、GPS授时、触发阈值、时值及分钟值取值方式等方面作改进.最后指出,同震响应分析可能是今后地震分析预报有所突破的一个研究方向.     

不同采样率数字石英水平摆记录资料对比

通过对采样率不同的两套数字石英水平摆倾斜仪观测曲线进行对比分析,结果显示：秒采样获得的倾斜记录的分钟值与分钟采样获得的倾斜记录的潮汐波一致。采用秒采样观测能够获得大量丰富的信息,在同震响应中,能清晰记录到P波、S波。秒采样提高了地震响应能力。     

基于GPS观测分析日本9.0级地震同震位错与近场形变特征

2011年3月11日日本本州宫城县东海岸近海发生MW9.0级地震,本文在对GPS同震位移场分布及误差特征分析的基础上,反演了同震位错分布.误差分析结果表明震源北西向300 km、北北西向550 km、南西向700 km范围内的同震位移量值明显大于误差,可以为位错反演提供有效的地表位移约束.沿震源北西向GPS剖面结果和位错反演位移剖面结果均表明同震近场位移符合指数衰减特征.位错反演结果表明,日本9.0级地震最大同震位错为25.8 m,位于震中附近;位错量大于10 m的同震破裂集中在震中附近400 km范围内;日本海沟南段同震位错量相对较小,此次地震为日本海沟地区典型逆冲型地震.根据此次9.0级地震和该地区以往强震破裂空间分布特征,此次9.0级地震破裂既体现了强震原地复发的特点,又体现了强震破裂的填空性.     

海原台四分量钻孔应变观测的相对标定及资料应用

宁夏海原台四分量钻孔应变观测的相对标定结果显示,标定后分量1、分量3之和与分量2、分量4之和的资料相关性显著增强,标准差明显减小,更加满足四分量应变仪的校核条件,表明该钻孔应变观测资料是可靠的。将各分量应变资料去趋势,计算出面应变1+3和2+4、差应变1-3和2-4,对面应变、差应变资料和相对标定系数在2008年4月6日固原3.8级、5月12日汶川8.0级、10月3日固原4.0级和11月24日固原3.8级地震前的异常变化进行了分析探讨。结果显示,钻孔应变观测的相对标定及资料应用有助于地震前兆异常的判定识别。