泰安台钻孔应变观测干扰的识别

隆起 的泰 山南麓 ， 山 山前第 四纪 活动 断 裂北侧 ， 泰 台基为 太古 代花 岗片麻 岩 。 钻 孔应 变 观测是 在钻 孔 内观测 岩体 应 变状 态随 时 间的相 对变化 。数 字化 钻孔 应变 观测 仪 器 在泰 安地 震 台 已运 行 ｌ Ｏ年之 久 ， 运行 稳定 ， 精度 高 ， 续率 在 ９ ％ 以上 ， 录 了大 量 蕴含 丰 连 ９ 记
多 学者 进行 过分 析讨 论 Ｈ 。 出了一 些有 益 的结论 ， ， ４ 得 为地 震监 测分 析提 供 了科学 依据 。
研究 钻孔 应 变观测 资 料 ， 已成 为有效 进行 地震 预 报手段 之一 。邱 泽华 等学 者提 出 ， 震前 地
兆异常的判据有 ３个方面 ： 有正常背景 ； 非干扰影响； 与地震相关 ｌ 。 ３ ① ② ③ ５ 这 个判据明 ］
富地壳活动信息的数据资料 ， 资料可信度高 。观测仪器包括体应变仪、 差应变仪 、 四分量应变
收 稿 日期 ：０ １ｏ ： 回 日期 ：０ ２０ －６ ２ １＿ｌ 修 ２ １－４０ ．
作者简介 ２ ０ ｈ 课题项目： １ 年ｔ东省地震局合同制项目（Ｏ Ｏ 及２ １ 年山东省地震局合同制项目（ｌ ｌ） ０ １Ｑ ４） ０ １ １Ｙ １联合资助．
Ｆｉ １ Ｃｏｒ ｌｔｏ Ｌ＂ｅ ｏ ｇ． ｒｅ ａｉｎ ｅｌｖ ｆＹＲＹ－ ｃ ｍｐ ｎｅ 、 ｔｒ ｌｖ ｌａ ａｎｆｌ ｉ Ｔａａ ｔｔｏ ｌ ４ ｏ ｏ ｎｔ ｗａ ｅ ｅ ｅ ｎｄ ｒ ｉ ａ ｌ ｎ ｉｎ ｓａ ｉｎ
第 ３阶段 为 ８月 １ ８～２ ０日。虽 然 １ 、８日也有 ２ ６１ ０和 １ 的小雨 ， ５ｍｍ 但是 水位 却在 下降 ，
年 ８月为例 ， ４个 阶段进 行详 细分析 ， 分 统计 结果 见表 １ 。
（ ）降雨 与 Ｔ ４孔水 位及 Ｙ Ｙ ４第 ２分量 变化 的关 系 １ － Ｒ ＿
第 １阶段 为 ８月 ８～ 日。因为 ８月 ８Ｅ以前 多 日未降雨 ， ９ ｌ 天气 干旱 ， 地下 水位 较 低 ， 岩石
含水量少 ， ８～ 故 ９日降雨虽然有 ３ ｍ， ３ｍ 但是地下水未达 到饱和状态 ， 水位 只升高 了 １１３ ４ ． ｍ 远未达到高值。降雨停止后水位缓慢下降 ， 因为地下水位在逐渐降低 ， ｍ， 是 岩石含水量缓慢
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图 １ ２１ ０ ０年 ７～ ８月 泰 安 台 Ｙ Ｙ４第 ２分 量 与 水 位 和 降雨 对 比 曲线 图 Ｒ－
通过 对泰 安 台钻 孔应 变 观测 资 料 的分 析 发 现 ， 响 仪 器 的干 扰 因 素 主要 有 以下 几 种 ： 影 大
风、 气温 、 降雨 、 降雪等气 象 干扰 因 素 ， 位干 扰 因素 （ 水 分量 应变 受水 位 干扰显 著 ） 电源干 扰 因 ， 素， 以及 仪器故 障等 其他 干扰 因素 。
这说 明小 量 的降雨 ， 已经 达到 高值 状态 的 地下 水 影 响 不大 。１ 对 ８～２ ０日持 续 降雨 ， 是 １ 但 ８～
１ ９日水位 却下 降 ， 直到 ２ 日再 降雨 ２ ０ １ｍｍ达到 临 界状态 后 ， 水位 上升 ， 幅度 达 １０ ７ ８ｍｍ， ０ ． 较 １ ３—１ 日８ ｍ 降雨 量 的水 位 变 化 量 还 大 。而 第 ２分 量 张 性 变 化 达 到 １ １４４ ｘ１ 变 化 ４ ３ｍ ． ８ ０
文献标识码 ： Ａ
泰 安 台钻 孔 应 变 观 测 干 扰 的 识 别
卢双苓 ， 郝军丽 ， 王帅合。 油利红 ， 明 ， ， 张 毛玉华 ， 薛生瑞４
（ ．山东 省地 震 局 泰 安 基 准 地 震 台 ， １ 山东 泰 安 ２ １０ ２ ７０ ０； ．山 东 省 地 震 局 长 清地 震 台 ， 山东 长 清 ２０ ０ ５３０
显的趋 势变 化 ， 余 ３个 分量 不 明显 。同时 段 内体 应变辅 助水 位变 化 明显 ， 体 应变受 干 扰 其 但是
不 明显 （ １ 。 图 ）
为 了定量分 析 降雨量 和 Ｔ 孑 和 Ｔ２孔 水位 以及体 应变 、 ４ Ｌ － 分量 应变 量之 间 的变 化 ， ２ １ 以 ００
相关 ， 温度变化呈负相关 。 与
关 键词： 泰安 台；钻孔应 变 ； 气压 干扰 ； 水位干扰 ；仪器故障
随着 “ 九五 ” “ 和 十五 ” 国数字 地震 前兆 台网改造 和扩 建任 务 的完成 ， 字 化钻 孔应 变 观 全 数
测 产 出了大 量具 有丰 富地 壳活 动信 息 的观测 资料 。对 于观 测 资料 中存 在 的干扰 和异 常现 象许
确指 出 ，干扰 影 响” 为判 断地 震 前 兆 异 常所 要 排 除 的一 项 重 要 因 素 ， 有 明确 各 种 干 扰 源 “ 作 只 和各 种 干扰 的表 现特征 ， 能有 根据 的判 别 畸变 曲线 是干扰 还是 地震 异 常 。因此 ， 干扰 进行 才 对
分类 总结 和排 除 ， 是资 料分 析 的基础 。 本文 中对 山东 省泰 安 台数字 化钻 孔应 变 观测 资 料 进行 了全 面 整理 ， 查 地 震前 后 畸 变 曲 排 线， 对照 工作 日志 ， 系统 归纳 了近 ｌ ０年钻 孔应 变 典 型 干扰 ， 要 描述 了干 扰 曲线 的特征 ， 简 为资
第２６ 第 ３ 卷 期
２ １年 ０２ ９ 月
内 陆 地 震 Ｉ Ｌ Ｎ Ｅ Ｒ ＨＱ Ａ Ｅ ＮＡ Ｄ ＡＴ ＵＫ
中 图分 类 号 ：３ ５ ７ Ｐ １ ．
Ｖ０ ＿ ６ Ｎｏ ３ ｌ２ ． Ｓ ｐ ｅ． ２０１ ２
文 章 编 号 ：０ １８ ５ （０ ２ ０ －２３１ １ ０ －９ ６ ２ １ ）３０ ６ －０
料 的分析 和利 用 奠定 了基础 。
１ 泰 安 地 震 台 台址 及 仪 器 概 况
泰安 基准 地震 台 （ 以下 简称泰 安 台 ） 建 于 １６ 始 ９ ７年 ２月 ， １６ 是 ９ ６年 邢 台 地震 以后 为监 测
华北 地 区的地 震活 动而 专 门增设 的首 批 台站 之一 ， 台站 的 海拔 高 度 为 ２ ０ｍ。该 台地 处 鲁 中 ４
．
： 双萋（９３ ）女， 变观测与 … ～报 河北省文安县人， １ 分析预． ７ ， 工程师，０３ ２０ 年毕业于山东科技大学计算机专业， 主要从事地震形
Ｅ． ｉ： ｉ ｒ — ｉ ｔ ｍ． ｏ ｍａ ｌ ｌｕ ｕ ｓ＠ ｏ ｃ ｒ ｎ
内
陆
地
震
２ ６卷
仪 。 自 １９ ９８年 以后 均 为数字 化观测 ， 钟值采 样 。 分 目前 ， 安 台有 ２套正在 运行 的钻 孔应 变仪器 ， 泰 分别 安装 在 Ｔ２孔 （ ． 体应 变 １９ ２０ ９８ ０６年 第 １ ，０ ６年 ９月至 ２０ 套 ２０ ０８年 ５月 第 ２套 ，０８年 ｌ ２０ ０月第 ３套 ） Ｔ 孔 （ Ｒ － 和 ４ Ｙ Ｙ４分量 应 变 ，
２ １ 水 位的影 响 ．
地 下水位 发生 改变 ， 岩石 含水 量发生 相应 的变 化 ， 导致 钻孑应 变观 测 曲线发生 趋势 性 改 会 Ｌ 变 。强 降雨 是水 位发生 显著 变化 的重要 原 因之一 ， 降雨 对应 变的影 响 主要 分 为两类 ， 即降雨 带 来 的大地 负荷效 应导致 地壳 应变 变化 和雨水 渗入 岩 体 孑 隙 中导 致孔 隙 压力 增 加 ， Ｌ 使钻 孔 应 变 仪 受压 发生 变化 。由于降雨会 引 起井孔 中地 下水 位 的 变化 ， 地 下 水位 的 变化 又 会 引起 应 变 而 的变 化 ， 因此降 雨造 成的 大地负荷 效应 导致 的应 变变 化不 易被 区分开 ， 需要 结合 当时 当地 的降 雨量 进行 对 照分 析排 除 。 泰 安 台体 应变 受水位 影 响较小 ， Ｒ ． Ｙ Ｙ ４分量 应 变仪 第 ２分 量 （ ４ 。 ） 水 位影 响 比较显 Ｎ １Ｅ 受 著 。例 如 ，０ ０年 ７～ ２１ ８月降雨 量较 大 ， 量应 变 的辅 助水 位 变 化 显 著 ， Ｒ ＿ 分 Ｙ Ｙ４第 ２分 量有 明
３ ．山东 省地震局 苍山地震 台， 山东 苍山 ２ ７０ ４ ７ ７０； ．山西省地震局离石中心地震台， 山西 吕梁 ０ ３０ ） ３ ００
摘要： 对山东泰安 台钻孔应变 干扰 因素进行 了分析总结 ， 结果表 明钻孔应 变主要受地 下水位 、 气压 、
系统故 障以及电源干扰等影响 。持续 降雨是 影响水 位变化 的主 要 因素 ， 量应 变受水 位影 响较 明 分 显 。降雪 、 降雨 、 大风 、 气温波动 等均会造 成气压的剧烈变化 。体应变观测 曲线与辅助气压 曲线呈正
量， 比１ 亦 ３～１ ４日的变 化量 大 。这说 明水 位 和 降雨 量 并 不是 完 全 成 正 比关 系 ， 而是 存 在 着饱
和状 态 和 临界状 态 。岩石 含水 量 已经达 到饱 和状 态 ， 岩石含 水量 不再 发 生变化 。
第 ４阶段 ２ 降雨 ５ ｍ， 是水 位变 化却 达 到最高 值 ９３９ ８ ｍ， ２分量 应 变量 ４１ ３， ０ｍ 但 ５ ．９ｍ 第
２０ ０ ８年 ８月安装 ） ， 中 两孔 内都安 装 了水位 探头 ， 对水 位进行 连续 观测 。 １９ ９ ９—２ ０ 运行 的 ０ ７年 Ｙ Ｙ一 Ｒ ２型压容 式差 应变 仪安装 在 Ｔ３孔 中 ， 头 埋 深 ２ ． 有 ２个分 量 ， 称 为差 应 变 （ ） ． 探 ８ ５ ｍ， 简 １
（ Ｎ 或 ｓ向， 又叫电容 １ 和差应变 （ ） 或 Ｅ 向 ， ） ２（ Ｗ 又叫电容 ２ ， ）本文 中提及的压容差应变仪资