相邻两井对大地震的不同水力响应模型研究——页岩影响分析

大地震引起了左家庄和宝坻（相距~50 km）两井中截然不同的同震水位响应.我们用水位的气压和潮汐响应来分析解释此现象.结果表明,宝坻井的观测含水层中存在页岩,且此井受裂隙影响很大,储水效应较差.页岩的复杂裂隙或者各向异性可能会导致此井观测含水层处于半封闭状态,从而导致垂直向排水的发生.通过多方计算分析后,我们将这两口井划分为两种模型-1.水平流动模型;2.水平流动+垂直流动的混合流动模型.由于裂隙影响,宝坻井的观测含水层介质与外界的水力沟通性在震前就较强（震前渗透率就比较大）,所以宝坻井观测含水层与外界的孔隙压差异较小,导致同震渗透率上升较小甚至没有变化,这些因素是导致该井同震水位变化幅度总是非常微小的原因.

     

鲁14井数字化水位潮汐响应特性初析

以井—含水层系统潮汐理论为基础,利用Baytap-G潮汐分析程序计算鲁14井数字化水位的潮汐响应特征参数,提取井水位潮汐因子和相位差,分析远场大震前后井水 位潮汐响应特征参数的变化情况,同时对固体潮和气压影响量进行分离,以期深入了解井水位微动态变化特征,为该井水位观测资料的动态评价和效能评估提供参考.结果 表明:鲁14...     

宁晋井水位潮汐因子响应比异常特征分析

应用加卸载响应比的理论,对宁晋井水位数据进行加卸载响应比计算,结果表明,在2002年4月22日邢台M4.8级地震前存在加卸载响应比异常,该方法可作为今后邢台及邻区一项中短期地震趋势预测异常依据。     

平凉C11井地下流体数字化观测资料的分析

C11井是甘肃唯一一口数字和模拟观测同时并行的地下流体观测井, 2001年9月开始数字观测正式产出资料, 与模拟观测相比, 数字化观测数据信息量大, 传输速度快, 人为误差小。 该文分析了平凉C11井数字化水位、 气压、 水温等测项观测资料。 结果表明, 数字水位动态与模拟水位动态一致性较好、 数字水位与数字气压动态之间相关性较好, 数字水温与模拟水温的动态一致性不如水位好; 数字水位的潮汐效应非常明显, M₂波潮汐因子相当稳定(平均值1.1538), 相对误差较小(平均值0.0215)。     

深井水位对地震波、固体潮和气压的水力响应——以范县井为例

以河南范县井为例,利用不同的水力响应模型分析了井水位对地震波、固体潮和气压的响应特征,并基于相关水力响应模型反演估算了含水层的水力参数。结果显示:在高频加载作用过程中,井-含水层系统中的水流模式以水平向为主,而在低频加载作用过程中,则为水平向和垂直向共存的混合模式;利用周期为10—102 s的高频段的地震波响应模型估算的含水层导水系数值较大,为7.20×10-3 m2/s,利用周期为3.75×104 s的低频段的固体潮响应模型估算的含水层导水系数值较小,为2.02×10-6 m2/s,而利用周期为102—104 s的中等频率段的气压响应模型得到的估算值介于二者之间,为3.44×10-5 m2/s。由此分析认为,在周期性加载作用过程中,井-含水层系统内的水流模式与加载频率有关,基于不同水力响应模型反演估算的含水层水力参数存在尺度效应。本研究取得的认识,既可为井水位动态响应的机理解释提供理论基础,也可为目标含水层水力参数的原位测量提供技术支撑。     

赵各庄井地下流体的映震响应

赵各庄井位于首都圈地区,是夏垫断裂带北端的地震观测井。其地下流体同震响应的统计数据显示,在对6级以上远场地震的响应次数上,赵各庄井的水位较水温更显著;在对M_S 7.0井水位的响应幅度变化范围为3.0mm—770.0mm,典型水温的响应幅度为0.0129℃,井水位响应幅度明显强于水温,响应形态以振荡型为主。赵各庄井水温、水位的异常变化和夏垫断裂带的活动性密切相关,同时也会影响断裂带的活动性。综合分析认为,在对赵各庄井水温和水位两大测项进行观测时,应以水位为主,还应关注夏垫断裂带的活动性。同时,为了监测夏垫断裂带的活动性,应对赵各庄井水位和水温进行长期监测,以保证首都圈地区的人民生产安全。     

井水位对气压和潮汐的响应特征与机理研究

井水位作为一种灵敏的体应变仪,是一种重要的前兆观测资料,有望用于提取地下应力和介质变化信息。目前我国已建成较为密集的地震地下水观测井网,积累了大量的波形记录,为建立地下水位变化模型、提取应力及介质变化信息和开展地震预测研究等提供了基础性平台。然而,由于井水位受多种因素影响,水位变化的信噪比很低,从水位中提取含水层物性和应力变化的模型、方法和规律都有待深入研究。本论文围绕井水位对气压和潮汐这两种天然载荷的响应特征与机理开展研究。从中国大陆地震地下水观测井网选取了一些气压和水位较为连续、稳定的台站资料,用于发展井水位微弱信号分析方法;利用汶川地震和芦山地震水位资料,分析同震水位阶变类型,区分动态和静态应力变化的作用;利用全频带气压响应分析井水含水层的承压特性,尝试反演含水层物性;选取潮汐响应敏感的台站,利用水位对潮汐的相位响应进行含水层渗透率变化的分析。研究得出:(1)通过井水位传递函数的多次叠加可以大幅度提高信噪比,首次在一些台站获得了井水位对气压的全频带响应。(2)发展了全频带气压响应拟合反演含水层物性的方法,相对于低频带和几个潮汐频点拟合,全频带拟合可以提高反演的可靠性,降低强能量潮汐频点的影响。分析了含水层的承压状况以及井筒的储集效应,计算获得了承压含水层的压缩系数、孔隙度等参数。(3)汶川地震近场水位阶变主要与静态应力变化有关,而芦山地震400km范围内的井水位同震响应与静态应力变化无关,这种差别可能与地震能量和地质构造等因素有关。(4)无论汶川地震还是芦山地震,不管水位同震变化是上升还是下降,多数台站同震引起的含水层渗透率都增大,表明渗透率的增强可能主要与动态应力有关,而与静态应力变化关系不大。(5)芦山地震引起的水井渗透率增大在震后一年内基本恢复到震前水平,而汶川地震引起泸沽湖井的渗透率增大明显,并在约6年后仍然没有恢复到震前水平,推测该区域在汶川地震中有新的裂隙产生。     

新疆04井水位固体潮加卸载响应比的研究

根据加卸载响应比理论,利用１９９０～１９９７年新疆０４井水位动态观测资料,分析了井水位对地球固体潮汐的响应。通过彼尔采夫滤波、气压和水位相关分析,剔除水位长趋势变化和气压的影响,计算出井水位固体潮体应变的响应率,合理地选取加载和卸载的时段,得出水位固体潮加卸载响应比,其值为１左右。水位固体潮加卸载响应比变化特征为年变平稳、幅度小,在中强地震活动时出现比值短期增高现象,异常大多出现在震前１～３个月内     

夏垫断裂带地震地下流体的同震响应研究

地震地下流体已成为一种重要的地震监测手段。 本文分析夏垫断裂带上观测井的同震响应特征, 探讨观测井水位、 水温同震变化对夏垫断裂带的影响机理, 收集和整理布设在夏垫断裂带上的赵各庄井和西集井两口观测井水位和水温同震响应资料, 从响应的地震次数及发震位置、 异常幅度、 时间和形态类型等方面对其响应特征进行分析, 从震中距、 震级和井-含水层岩性等方面探讨了地下流体地震前兆异常的成因。 结果显示, 赵各庄井和西集井水位地震响应能力强于水温, 响应形态以振荡型为主, 对于M_S7.0以上地震具有显著的映震能力。 在水温资料中, 仅有赵各庄井对2008年汶川M_S8.0地震有响应, 响应幅度为0.0129℃。 综合分析认为, 井-含水层岩性影响了两井同震响应形态特征, 远场大地震产生的动态应变导致了较大的水位变幅。     

范县井水位对远场大震的同震响应特征

统计范县井水位对远场大震的同震响应特征,并对其响应时间、响应幅度、响应形态这3种特征进行逐一分析,探讨同震响应机理,总结规律。结果表明：观测井映震能力良好,震级越高,映震能力越好。从响应幅度来看,对M_S 6.5～7.5地震之间的同震响应具有明显优势,且大陆型地震响应表现要优于非大陆型地震;在一定条件下,震源深度对响应时间和响应幅度都有较大影响;响应形态有脉冲型、振荡型、振荡-脉冲型,非单一形态,且响应形态与震中距相关。     

MS≥6.0地震引起的永安井水位同震响应特征研究

利用永安井秒采样水位仪记录到的地震波形数据,与CMG-3ESPC-60地震计比较,对井水位同震响应特征、响应能力、地震波加载响应等方面进行分析。结果表明：秒采样水位仪也可记录到地震体波（P波、S波）和面波R,面波频散现象清晰,较好反映地震波作用过程及震源破裂过程中能量的释放;井水位对近场地震和远场地震响应程度存在差异,其同震响应能力与震级、震中距无必然联系;同CMG-3ESPC-60地震计相比,二者都存在明显周期信号,面波频段波幅变化最大,为主要中心频率,与CMG-3ESPC-60地震计速度值积分振幅谱谱形态一致,也具有较宽频带,但低于CMG-3ESPC-60地震计。     

江西流体观测井网对远大震的同震响应特征及机理分析

选取2008—2022年全球M_S8.0以上、全国M_S7.0以上22个地震事件,分析江西省流体井网水位、水温测项对远大地震的同震响应特征。结果发现：不同流体井的同震响应特征不同,不同测项的同震响应特征也不一致,且井水位对地震的响应频率较高;井水位对远大震的同震响应以阶跃、震荡及持续变化为主,而水温同震响应以阶跃为主,且具有瞬时变化和持续变化2种特征;同一口井对不同地震的响应形态基本相同,而不同井对同一地震的响应形态有所区别。通过对观测井水位和水温同震响应机理的分析,认为江西流体观测井不同测项变化与井孔水文地质条件及观测系统有关。     

山西洪洞井水位对远场大震的响应特征分析

对洪洞井水位自2013年数字化改造以来记录到的同震响应资料进行统计分析后认为:洪洞井水位对全球MS≥7.5的远场大震有较好的响应能力,其同震响应呈一定的方向性;对不同地震的响应形态具有固定模式,以水震波为主,部分水震波伴随阶变;水位振荡阶变的初始方向以上升为主。统计分析显示,井水位同震变化幅度与震级、井震距无明显相关性,水位响应时刻与井震距有一定关系。进一步核实表明:引起水位同震响应的地震波大多为S波,部分为P波、面波;S波引起的水位变化幅度要小于P波,而面波引发的水位变化幅度最大。综合分析了前人对水位振荡的机理研究,并结合洪洞井具体情况对其相关机理进行了初步探讨。     

南极验潮站对全球地震海啸的响应

现有对南极潮汐的研究主要聚焦在海平面变化、高程转换和常规调和分析,针对南极验潮站的潮位异常分析还很少见.本文聚焦南极验潮站数据中的异常潮位记录,提取到达南极的全球地震海啸事件,并分析南极不同验潮站对全球地震海啸的响应能力.本文首先利用潮汐调和分析去除验潮数据中的趋势项,分析余水位中较大幅度的潮位异常信号,然后通过对比不同方法,选取2.5倍标准差作为阈值提取到达南极的全球地震海啸事件.得出潮位异常信息点后,本文对比了各个验潮站点对地震海啸事件响应的敏感性与地理位置的关系,发现东南极威尔克斯地和南极半岛及其附近岛屿的验潮站更能响应全球地震海啸事件,长城站等8个站点适合开展全球地震海啸事件的响应和记录研究.

     

红层泥岩填料的力学特性及本构模型研究

在红层泥岩地区进行道路工程施工时,考虑到材料短缺和成本问题,常常采用就地取材的方式作为路基填料。为了研究红层泥岩填料的适用性,选取甘肃省永登县某工点的风化红层泥岩填料为研究对象,在室内开展一系列三轴CU剪切试验,探究含水率、围压和压实度对应力-应变曲线、峰值(残余)强度、抗剪强度指标的影响,并对不同类型的应力-应变曲线,分别采用相应的模型进行拟合。研究结果表明：含水率、围压和压实度对其物理力学特性具有显著影响;对符合应变软化型规律的曲线,采用沈珠江的双曲线模型拟合的规律一般;对符合应变硬化型规律的曲线,采用Duncan-Chang模型拟合的规律较好。研究结果可以为甘肃省红层泥岩路基的病害处治与维修提供参考依据。     

井水位对固体潮-气压综合作用的响应关系研究

本文基于井水位微动态对固体潮和大气压响应的物理机制, 运用水-岩耦合理论, 建立了井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型。 以邛崃川22井和南溪川12井为例, 通过井水位与固体潮和气压原始曲线的对比及拟合分析, 对井水位对固体潮-气压综合作用的响应模型进行了验证。 结果表明, 两口井对固体潮-气压综合响应非常好, 井水位的变化均由固体潮和气压变化引起。 两口观测井中, 以南溪川12井的水位综合响应能力较好, 邛崃川22井水位受到较多的杂讯干扰, 水位曲线日变化较复杂。 对邛崃川22井进一步分析表明, 利用井水位时段平均值可有效消除观测误差, 用小时值计算时可以忽略井水位对气压响应的滞后效应。     

再论句容16井水位对远大震的异常响应

地下水是地壳介质中相对比较活跃的组分之一,广布于地壳深部介质中,由于存在的普遍性、流动性与难压缩性,当形成一个封闭条件的承压含水层系统时,便具有灵敏的映震性,这已经被许多观测事实所证明.在我国早在20世纪80年代就发现了某些大震(Ms≥6.0)前后井水位的异常现象,并命名为井水位的远场效应,远场效应主要包括震时的同震“阶变”异常,或同震“振荡”异常、以及震前的前驱波异常等.     

重庆大足井水位对邻井抽水的奇异响应及其机理

大足井位于重庆市大足县拾万镇,井深108.7m,观测含水层为J_2S泥岩夹砂层的风化裂隙潜水层。多年的观测结果表明,每当相距仅14.6m的邻井抽水时,该井水位不仅不降,反而上升,是国内外罕见的奇异现象。通过对这一现象进行的观测资料分析、井区地质-水文地质条件调查、现场试验观测及理论分析等得出,大足井水位对邻井抽水的奇异响应是在特定的水文地质条件下,抽水降落漏斗外边界带上因水流速度较大引起的动水压力使该处的观测井产生的特殊井水位动态。