地震地壳形变观测方法 钻孔应变观测DBT54-2013.pdf

1、书书书 目次前言?引言?范围?规范性引用文件?术语和定义?技术要求?体应变观测?分量应变观测?仪器检测方法?观测网组网方法?观测数据处理方法?附录（规范性附录）应变固体潮 调和分析?附录（规范性附录）四分量应变观测自检信度计算方法?附录（规范性附录）采样率与仪器频带的关系?参考文献?前言本标准是 地震地壳形变观测方法系列标准中的一项。该系列标准结构及名称如下：地震地壳形变观测方法地倾斜观测地震地壳形变观测方法洞体应变观测地震地壳形变观测方法钻孔应变观测地震地壳形变观测方法跨断层位移测量本标准按照 给出的规则起草。本标准由中国地震局提出。本标准由全国地震标准化技术委员会（）归口。本标准起草单位：

2、中国地震局地壳应力研究所、中国地震台网中心、湖北省地震局、中国地震局第二监测中心。本标准主要起草人：邱泽华、李正媛、陈志遥、苏恺之、唐磊、张宝红、吕品姬、赵斌、宋茉、刘文义。引言目前地震行业的钻孔应变观测，是为地震预报以及相关科学研究服务的。为了使地震地应变观测能更好地服务于地震预测与预报研究，保证观测数据的科学性、准确性、可比性，需要对观测中的各个重要环节进行统一规范，形成完善的地震观测技术标准体系。近年来，钻孔应变观测发展非常迅速，有必要在进行系统理论研究、总结过去三十多年钻孔应变观测的实践成果、全面分析现有观测资料和开展专项试验研究工作的基础上，制定本标准。制定本标准的宗旨是，明确理论基

3、础，建立应用原则，固定成熟规范。地震地壳形变观测方法钻孔应变观测 范围本标准给出了钻孔应变观测原理，规定了钻孔应变观测的技术要求、数据换算方法、仪器检测方法、观测组网方法以及观测数据的处理方法。本标准适用于地震行业在岩石中使用钻孔体应变仪和四分量钻孔应变仪的观测。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。地震台站观测环境技术要求第 部分：地壳形变观测 地震台站建设规范地形变台站第 部分：钻孔地倾斜和地应变台站 地震数据分类与代码第 部分：基本类别 地震数据分类与代码

4、第 部分：观测数据 地震观测仪器质量检验规则 地震观测仪器进网技术要求地形变观测仪第 部分：应变仪 地震台网设计技术要求地壳形变观测网第 部分：固定站形变观测网 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钻孔应变观测 通过钻孔用钻孔应变仪对地下某处应变随时间变化的观测。钻孔体应变仪 在钻孔中观测体应变变化的仪器。四分量钻孔应变仪 在钻孔中用 个对称布设的元件观测水平应变状态变化的仪器。技术要求 观测环境要求 分辨力应优于 。固体潮频段最大允许误差应不大于 。观测站环境应符合 的要求。观测站的地质条件、地形地貌、观测设施应符合 的要求。观测频带范围应包含 （），宜包含 。观测采样率应根据仪器的最高频

5、率来确定（见附录 ），数据吐出率应不低于 次每分。观测资料应能长期、连续、清楚地识别固体潮。观测资料固体潮 波月潮幅因子相对中误差应不大于 。辅助观测项 辅助观测项配置 应设置气压、钻孔水位、钻孔（水位）温度、降水量等辅助观测项。在水库、河流、湖泊、海洋附近进行观测时，宜增设库、河、湖、海等的水位辅助观测项，或收集主要干扰源的数据序列。当观测站附近有抽（注）水井工作时，应建立抽（注）水记录。有条件时宜观测抽水井的地下水位变化量。辅助观测指标 温度观测分辨力 。气压观测分辨力 。降水量观测分辨力 。钻孔水位观测分辨力 。辅助观测数据吐出率宜与主测项一致。体应变观测 体应变观测对象钻孔体应变观测的

6、对象为体应变的变化。体应变观测原理在钻孔内安装一个长圆形的弹性筒，筒内充满特殊的液体。通过观测液压的增大或减小，求得液体的体应变。弹性筒内液体压力的变化为 （）?式中：液体体应变；液体的压缩模量。体应变观测应变换算方法岩石体应变 与观测液体体应变 的换算公式：（）?式中：耦合系数。钻孔体应变观测数据的处理应使用增量，即某一时刻的观测值对观测之前某一时刻观测值的变化量。耦合系数 求解方法记 为钻孔体应变观测值，并设 为已知岩石体应变（一般借助理论应变固体潮），可用下列公式确定耦合系数 。（）?分量应变观测 分量应变观测对象分量钻孔应变观测对象为水平面应变状态的变化。分量应变观测原理分量钻孔应变仪直接测量的是探头套筒内壁某方位直径的相对变化（图 ）。其基本假设是：当远处有均匀水平主应变（最大主应变）和（最小主应变）时，方位 的探头套筒内壁直径相对变化值 可表达成（）（）（）（）?式中：主方向（的方位）；耦合系数；耦合系数。四分量钻孔应变观测在仪器探头套筒中装有 个位移观测元件，分别测量间隔为 的 个方位的套筒内壁直径变化（，）。在理想情况下，四分量测值满足自洽方程：（）?当四分量原始测值显