金属护栏对洛阳地震台地电阻率干扰定量分析

自2018年12月起,因洛阳地震台测区内安装金属护栏,该台地电阻率出现异常变化。为正确评估此次影响,结合洛阳地震台电测深曲线、岩性资料建立了三维水平层状结构模型,利用有限元法计算了测区内金属护栏对洛阳地震台地电阻率观测的影响。同时,建立典型“H”型电性结构模型,分析了不同属性的金属导线对地电阻率观测的影响。结果显示：①金属护栏是洛阳地震台此次地电阻率年变异常的主要影响因素。当位于测区内影响系数为负的区域时,金属护栏引起地电阻率的趋势性上升;当位于影响系数为正的区域时,金属护栏引起地电阻率的趋势性下降。②不同属性的金属导线对地电阻率观测的影响不同。导线与测道夹角减小、导线长度增加、导线电阻率减小以及导线横截面积增加等均会导致干扰源对地电阻率年变影响作用增强。     

四平台地电阻率相反年变有限元数值分析

本文依据吉林省四平台地质剖面、地下介质电性资料,将四平台地下介质电性分布简化为沿NW走向的二维电性结构,并结合台站电测深资料建立三维有限元模型,以模型浅层介质电阻率变化模拟测区浅层介质电阻率随季节的变化,计算了四平台N50°W和N40°E两测道地电阻率的年变化形态.计算结果表明,N50°W测道地电阻率在浅层介质电阻率升高时上升,在浅层介质电阻率降低时下降;N40°E测道地电阻率在浅层介质电阻率升高时下降,在浅层介质电阻率降低时升高.两测道地电阻率年变化表现出相反的形态,且N50°W测道年变幅度要大于N40°E测道,计算结果在变化形态上符合四平台实际的观测资料,因此认为四平台测区地下介质的非均匀分布是产生两测道地电阻率年变形态相反现象的原因.     

四0四多极距地电阻率年变化特征分析

采用2018年6月—2020年6月间ZD8MI地电阻率多极距观测系统在四0四台的观测数据,分析各测道的年变化特征,发现随着观测极距的不同各测道年变特征也不同;通过不同极距实验观测和年变化模拟分析表明,浅层电阻率的变化相对较大,而深层的变化相对较小,四0四台的年变化是由浅层介质电阻率随温度的季节性变化引起的,不同测道的年变形态受浅层不同深度介质电阻率的变化出现相位差异。因此利用多极距观测系统进行不同深度范围的地电阻率观测,对定量识别表层非震干扰显得尤为重要。     

延庆台地电阻率铁质干扰的有限元模拟

近年来延庆台地电阻率观测多次出现因环境干扰而引起的较为显著的异常变化,尤其是观测环境中铁质干扰源对地电阻率观测的幅度和形态的影响.本文依据台站测区地下高密度电性结构剖面和电测深结果建立了三维数值模型,分析了几种铁质对延庆台地电阻率观测的影响幅度和形态,结果表明,在扣除地电阻率基准值后,干扰幅度和形态与实际观测值的异常变化较吻合,从而从数值分析的角度确定了地下铁质对延庆地电阻率观测的干扰.      

地电阻率三维影响系数及其应用

采用有限元数值方法,计算了对称四极装置观测时测区介质对地电阻率观测的三维影响系数分布。计算结果表明,表层介质整体影响系数为正和为负时,表层介质各区域影响系数的分布形态相近,不同层状电性结构三维影响系数分布形态也相似。在地表二维平面,影响系数在供电电极和测量电极之间存在近似椭圆的负区域,其余区域影响系数为正。沿测线垂直剖面,影响系数在供电电极和测量电极之间存在近似半椭圆的负区域,其余区域影响系数为正。在三维空间上,观测系统布设于地表时影响系数为负的区域位于供电电极和测量电极间的近似半椭球区域,影响系数在靠近电极附近显著大于其余区域。在测区地表局部介质电阻率发生变化时,可依据影响系数分布定性地分析其对地电阻率观测的影响,为进一步实验和数值模型定量分析提供参考。     

河北兴济地电阻率干扰定量分析

结合电测深曲线、 岩性资料建立三维水平层状结构物理模型, 利用有限元法定量计算挖土水坑蓄水量和砖厂建设对兴济N60°W向地电阻率观测的影响。 研究结果显示, 测区内挖土水坑位于影响系数为负的区域, 夏季水位高时为低阻体, 冬季无水时为高阻体, 蓄水量的季节性变化导致N60°W向地电阻率具有冬低夏高的反向年变。 砖厂厂房由砖混结构改建为钢架结构, 位于测区影响系数为负的区域, 局部形成的低阻体引起N60°W测向地电阻率的趋势上升变化。     

甘肃定西地电阻率年变形态及异常特征分析

通过数值模拟及褶积滤波方法,对甘肃省定西台地电阻率两测道“冬低夏高”的反向年变形态进行分析,并利用自适应计算变化幅度法提取该台地电阻率资料的中短期异常数据。结果表明,定西地电阻率的年变形态主要受地表薄层介质电阻率季节变化和降雨影响;褶积滤波法可以拟合短期降雨影响,并且可以过滤地电阻率的年变形态,但2021年出现的趋势性转折下降的低值破年变与降雨量和薄层季节干扰关系不大;九寨沟7.0级和门源6.9级地震前出现较为显著的中短期下降异常变化,最大下降率为0.983%;2022年门源6.9级地震后的两测道去年变趋势变化幅度中的异常形态依然存在,且并未恢复。因此定西台地电阻率对甘东南和祁连山中东段具有指示意义,有必要利用该方法进一步重点关注该区域的强震危险性。     

2013年芦山MS7.0地震前甘孜台地电阻率变化分析

甘孜台地电阻率N30°E测道观测资料自2011年7月开始出现趋势上升变化,N60°W测道地电阻率则从2012年出现趋势上升变化.2011年测区原317国道实施扩建工程,N30°E测道测量电极分别向供电极方向移动10m.采用甘孜台电测深曲线以水平层状模型反演了测区的电性结构,理论计算表明,测量电极的移动将会引起N30°E测道4Ω·m的上升变化,扣除这部分变化后,甘孜台两测道观测值于2012年同步上升.以水平层状模型计算了甘孜台两测道各层介质的影响系数,两测道浅层两层介质影响系数均为负,能合理地解释甘孜台地电阻率在雨季降水量增加时观测值上升、旱季降水量减少时观测值下降这一“夏高冬低”的年变现象.建立三维有限元模型计算了317国道拓宽部分对观测的影响,计算结果表明,拓宽部分仅能引起N60°W测道约0.15Ω·m的下降变化和N30°E测道约0.1Ω ·m的上升变化,其对观测的影响非常小.同时2013年1月甘孜台两测道年变低值显著高于2008年以来各年的年变低值,在芦山地震前呈同步的上升变化,但是与汶川地震前的下降变化相反,因此甘孜台自2012年的趋势上升变化是不是芦山地震的前兆异常还难以确定.     

大同地电阻率NS测向异常分析

2014年大同地震台地电阻率NS测向出现年变畸变现象,经现场调查,发现测区有铁丝网干扰。利用NS测向电测深曲线,以水平层状模型反演测区电性结构,计算各层介质影响系数,结果发现,浅层介质影响系数为正,合理解释了大同地电阻率NS测向"夏低冬高"的年变现象。在此基础上,应用有限元数值分析和三维影响系数分布,判定测区内铁丝网对地电阻率观测的影响,分析认为,当前存在的趋势异常变化为地电阻率干扰。     

铁轨干扰浚县地震台地电阻率观测的有限元分析

2016年5月浚县地震台地电阻率EW向测值出现明显变化,为正确评价该变化,依据浚县地震台地质资料、岩层电性资料和EW向电测深曲线,将该台地下介质电性分布简化为二维电性结构,建立三维有限元模型。通过数值模拟,计算测区内地表铁轨干扰对地电阻率观测的影响形态和幅度。结果表明,由数值模拟所得干扰幅度、形态与实际测值的异常变化较吻合,因此从数值分析的角度确定了铁轨对浚县地震台地电阻率观测的干扰。     

河北大柏舍台深井与浅层地电阻率观测对比分析

介绍了河北大柏舍台深井与浅层地电阻率的观测概况,对其观测精度、抗干扰能力、年变规律等进行了对比分析。发现深井地电阻率在观测精度、抗干扰等方面均优于浅层地电阻率;深井地电阻率年变规律与浅层地电阻率有着较大差别,浅层地电阻率2个测道的年变化明显,而深井地电阻率的年变不明显。     

井下地电阻率观测中地表电流干扰影响计算

本文把地电阻率台站地下介质简化为水平三层均匀介质模型,以点电流模拟地表干扰电流,针对对称四极观测装置,计算了在不同电性结构中的不同深度观测时,地表电流干扰源对对称四极装置地电阻率观测的影响,计算得到:地表干扰源对电阻率观测的影响取决于电性结构的类型和层参数、供电电极和测量电极的埋深以及避开干扰源的距离.本文研究结果对实施井下电阻率观测中台址电性结构的选择、电极埋深、干扰源避让距离等有参考意义.     

水平两层均匀介质中井下电阻率观测信噪比的理论计算

在点电源水平两层均匀介质模型下计算了在不同地电断面中观测时地表干扰电流源对观测的影响。得到:地表干扰电流源对地电阻率观测电势差的影响取决于地电断面类型和参数、供电电极和测量电极的埋深以及避开干扰源的距离。本文研究结果对实施井下电阻率观测中台址电性结构选择、电极埋深、干扰源避让有参考意义。     

井下地电阻率观测影响系数分析——以江宁地震台为例

采用水平层状均匀介质中点电源位于任意深度时的电位解析表达式,以江宁台3层电性结构为例,分析了井下对称四极地电阻率观测时各层影响系数随深度、极距的变化,并结合探测深度探讨了实施井下观测时影响系数在选择供电极距和电极埋深时的作用。结果表明,对于"K"型电性结构,江宁台井下观测对地表、浅层干扰有较强的抑制作用,其短极距观测对地表、浅层干扰的抑制能力显著优于长极距观测;长极距观测在电极埋深H小于100m时对地表介质季节性的干扰具有放大作用;浅层影响系数一定时,电极埋深和供电极距需同时增加;江宁台井下观测供电极距AB/2取100～150m、电极埋深H为250m较为合理。     

江宁地电台地表与井下地电阻率观测数据分析

地铁建设对江宁地电台地电阻率观测造成较大影响,通过分析观测数据,比较了地表、井下观测受地铁等因素的干扰情况,并探讨了用影响系数来研究地表、井下观测的地表浅层干扰抑制能力,得到以下初步结果:①地铁试运行期间的干扰影响大于正式运营;②井下观测对供电电流更加敏感;③井下观测能够减轻地铁等的干扰,其地表浅层干扰抑制能力优于地表观测,可作为地电观测的重点发展方向之一。     

新沂地震台地电阻率反向年变分析

结合新沂地震台电测深曲线、 测区地质剖面资料, 建立了三维非均匀层状介质有限元模型. 以第一层介质电阻率变化模拟表层介质电阻率随季节性降雨的变化, 在模型中计算了3个测道的地电阻率年变化形态. 计算结果表明, EW和N45°E测道地电阻率随表层介质电阻率的增减同向增减, 而NS测道地电阻率则与表层介质电阻率变化相反. 该结果符合新沂台3个测道实际观测的年变形态．      

柯坪地电阻率台年变特征及成因分析

对柯坪地电阻率台整点观测数据进行FFT变换,计算出其年变周期约为305.5 d;分析了观测区地下水位、气温的变化以及下伏地层的影响系数与年变间的关系,最终明确柯坪地电阻率台观测数据的反常年变形态是由测区特殊的电性结构引起的。     

平凉台井下地电阻率年变特征及相关性分析

本文简要介绍了平凉台井下观测系统,对平凉台井下地电阻率年变特征进行了分析,采用相关分析法对地电阻率与降雨量、地温的相关性进行了研究。结果表明:平凉台井下地电阻率测值具有明显的年变规律,表现为"夏低冬高"的形态,其中南北向测道的年变化较东西向测道更显著,高值多出现在3月,低值多出现在8月,且东西向测道有滞后的现象。地电阻率与降雨量的相关性较高,季节性降雨是导致其产生年变化的主要影响因素。地电阻率与浅层地温的相关性较好,而与深层地温的相关性较弱。     

平凉台井下地电阻率观测影响系数分析

根据地电阻率影响系数理论,以平凉台4层电性结构为例,分析了井下对称四极地电阻率观测影响系数随深度和极距的变化。结果表明:对于固定的观测极距,影响系数与电极埋深之间的关系复杂;通过计算各层影响系数的大小,认为平凉台井下观测对地表及浅层干扰有较好的抑制作用,其分析结果可为在类似台址电性结构中实施井下地电阻率观测时选择电极埋深和供电极距提供参考。     

周至地电阻率观测环境干扰数值模拟

周至地震台NS、NE和NW向测道地电阻率观测值2012年初开始出现显著趋势减小变化,经多次现场调查落实,认为变化与近年来农民在测区大规模搭建猕猴桃架有关.针对周至地震台地电阻率连续观测存在的环境干扰问题,建立环境干扰物理模型,模拟分析环境干扰对周至地电阻率观测的影响,并分析2012年以来趋势减小的可能干扰源.结果显示：2012年新搭建的猕猴桃架会造成周至地电阻率3测道观测值的趋势减小.当干扰电阻R=10 Ω时,模拟结果与实际观测结果符合良好.