河北体应变观测质量和强震响应能力分析

2015-11-07经验人龚燕民

中国科技信息 2015年23期

经验人：张娜龚燕民李博

河北体应变观测质量和强震响应能力分析

经验人：张娜龚燕民李博

本文在对河北省“九五“期间建设的4套钻孔体应变仪观测资料的完整性、稳定性及观测精度等分析基础上，对2008～2012年发生在西南地区的强震记录特征进行了研究，结果表明：1）河北4套体应变仪的观测精度受仪器故障、降雨雷击、气压等因素的干扰；2）大部分体应变分钟值能清晰地记录到6级以上地震；3）大多数体应变仪在大震前应力异常变化。

地震是地球自身活动的一种表现形式，固体潮和地震是地面振动周期的两种极端情况，笔者主要通过河北省4套“十五”TJ-Ⅱ型钻孔体应变观测资料进行完整性、稳定性、观测精度的分析，结合各套仪器资料的固体潮观测分钟值，对我国西南地区发生强震时体应变记录的地震特征进行分析，来对大地震发生前体应变的短期和临震异常进行研究。

仪器及资料介绍

河北省形变前兆观测网主要包括4个TJ-Ⅱ型钻孔体应变观测仪的台站，包括张家口、怀来、涉县、易县和宽城观测点，测点的概况如表1所示，其中，怀来台2012年2月7日由于记录曲线出现不正常变化，更换主机箱，仍不能正常工作停测，故5月17日在原井孔北偏西75°方向、距离6.5m处开始钻孔打井，安装TJ-2型体应变仪，涉县地震台体应变为“十五”的仪器。本文选取2008年1月至2012年12月河北省4套体应变仪器的整点值和分钟值观测资料进行研究。

体应变观测资料质量分析

完整连续性

4套体应变观测2008～2012年8月整点值的观测资料完整连续率按下述公式计算：

体应变仪器的稳定性

从整点值观测曲线和统计结果分析可知，张家口、怀来、宽城、易县体应变观测值均为张性变化。从年变幅来看，4套体应变仪均偏大。其中，易县、怀来2台变化特别大，而且年变幅特别不稳定。

观测精度

我们采用Venedikov调和分析出：河北省宽城地震台体应变资料的固体潮汐半日波潮汐因子的均方差和相对误差较小，年中误差和年均方差≤0.01；怀来地震台体应变资料的固体潮汐半日波潮汐因子观测精度显著下降，主要由于2008、2012年仪器故障较多造成的；易县地震台和张家口地震台的固体潮汐半日波潮汐因子均方差较大。

体应变观测资料对西南地区地震响应能力的研究

体应变分钟值能够清晰地记录到西南地区强震前或震时的应力突变，选取2008年1月～2012年08月西南地区共发生MS5.0级以上的地震进行分析，共有96次，震中距河北体应变观测点最近距离约为2000多km，最远距离约为4000多km。

结果分析

地震波振幅

对地震MS〉7.0级以上的研究结果表明：4套仪器固体潮曲线均可以清晰的记录到地震波，其中宽城台体应变的地震响应率最高，记录到11次地震波形，而怀来台、易县台2套仪器分别有4次地震没有记录到地震波，其中怀来台有两次未记录地震的原因是由于探头故障造成的，易县台也有一次由于探头故障造成的；张家口体应变有5次地震没有记录到地震波，其中有一次是由于探头故障造成的。

同震时间和波形特征

从同震响应时间上，宽城台体应变反应最快，2min后就可以记录到地震形变波，而易县地震台最慢，在2008年10月06日西藏自治区拉萨市当雄县6.6级地震发生后，19min才有同震效应；4套仪器记录到地震波的时间一般在震后5～10min左右；衰减时间与震级成正比：怀来台体应变数据衰减时间最长，如2008年5月12日8.0级地震，怀来持续波动了300min后才恢复正常变化。