利用远震面波估计凉山州地震综合观测钻孔应变仪的耦合系数

分量钻孔应变观测中的耦合系数(A、B)对于定标应变观测量具有重要意义,本文通过中国地震科学实验场深井地震综合观测项目积累的地震仪与应变仪共点观测地震波资料,验证了钻孔应变观测面波标定方法的可行性.利用三个观测台站的多个远震记录,开展了多频点面波标定实验,所获取的耦合系数对比理论固体潮标定结果具有更好的稳定行和合理性.本文的研究结果表明,提高现有钻孔应变观测台站的采样率至不少于1 Hz,深入开展远震应变地震波和共点(或近场)地震仪的面波记录对比研究,有利于获取全频段的耦合系数结果,对于提高应变观测数据的准确度及其深入应用具有重要意义.

差动式电容传感器信号检测方法研究

为了提高差动式电容传感器信号检测电路的测量精度,本文提出了一种将增量总和调制技术和差动式电容传感器相结合,做成一个新型信号检测系统的方法。该信号检测方法将差动式电容传感器、前置放大器和相敏检波电路放置在增量总和反馈环路内,形成一个大的反馈环路。本文通过推导该检测电路的系统传递函数,分析该检测方法中利用增量总和调制技术的技术优点,根据该方法设计一版电路板并进行试验。研究结果表明,本文提出的信号检测方法的输出数字量与中心极板偏离平衡位置的大小和方向具有很高的相关性,对进一步提高差动式电容传感器检测电路的测量精度具有较好的促进作用。

长周期地电场变化特征及机理——以都兰地震台为例

地电场是重要的地球物理场,长周期地电场是地球电磁场的重要组成部分。文中针对2015—2022年青海省都兰地震台较长时间尺度的地电场观测数据资料,采用小波分析、中值滤波、卷积滤波及线性拟合等多种方法和途径,对长周期地电场及其变化特征进行提取和分析。研究结果显示:1)都兰地震台地电场观测数据具有比较强的长期平稳性和变化可靠性,同测向日相关系数的算术平均值≥0.98,日变化差值的算术平均值≤0.2mV/km;2)FFT频谱分析结果表明,数据除包含24h、12h、8h和6h等中短周期变化外,同时也包含年周期、半年周期及3月周期等长周期变化成分;3)地电场观测值的日变化幅度呈现夏高冬低的季节性变化,显著性变化包括年周期、半年周期、4月周期、27日周期及半月周期等;4)观测值的趋势性变化呈现比较典型的周期性年变化特征,变化形态近似正弦波,且每年的极值点和变化幅度基本相当;5)玛多M_(S)7.4地震前后地电场观测值出现了较为明显的破年变化异常畸变现象。机理分析显示,在地球围绕太阳公转及自转过程中,太阳直射点的往复改变是长周期地电场变化的重要激发机制。综合分析认为,都兰地震台较长时间尺度的地电场观测数据变化具有比较优良的客观性、可靠性及长期变化平稳性,能够充分反映长周期地电场的基本变化特性,具有较高的研究和应用价值。

基于地震仪与四分量钻孔应变仪共点观测Rayleigh波频散特性

作为中国地震科学实验场建设的重要部分之一,深井地震综合观测系统建设项目在安宁河-则木河断裂带附近建成了一个深井地震观测实验系统,共建成10个井深300 m和2个井深1000 m综合地震观测井,其中包含了地震波观测和应变观测,通过将甚宽频带地震仪观测与四分量钻孔应变仪集成,形成地震与应变共点观测。应变仪与地震仪的采样率均设计为100 Hz,有利于获得高质量的远震、区域地震和近场微震的地震波和应变地震波观测数据。基于最早建成的地震综合观测深井之一--拖乌300 m深井数据,尝试采用地震波和应变地震波的振幅信息,基于共点相速度估计理论,获取了20~125 s周期范围内观测井局部的Rayleigh波相速度频散曲线。

利用重力/GPS联合观测数据计算地壳垂向构造应力的新方法

本文提出一种基于重力/GPS联合观测数据计算垂向构造应力的新方法.计算步骤如下:(1)通过重力/GPS联合观测数据计算布格重力异常;(2)依据布格重力异常数据推算莫霍面深度;(3)依据GPS观测数据,通过均衡理论计算均衡面深度;(4)依据莫霍面与均衡面之间剩余物质(壳幔物质密度差)所承受的附加浮力,计算地壳承载的垂向构造应力.本文利用上述构造应力新算法,计算了巴颜喀拉块体东边界及周边地区垂向构造应力分布,发现龙泉山断裂带以东地区垂向构造应力基本为零,龙泉山断裂带与龙门山断裂带之间地区垂向构造应力为正值,巴颜喀拉地块东部垂向构造应力为负值.鲜水河断裂带东南段周边蓄积了-40^-50 MPa的垂向构造应力,且梯度变化剧烈;松潘高原蓄积的垂向构造应力大约为-10^-20 MPa,相对较小.

用于石英水平摆倾斜仪的静电力反馈技术

石英水平摆倾斜仪在前兆地震观测中得到了广泛的应用,但是仍然存在现场安装前灵敏度未知的问题。为解决该问题,引入静电力反馈技术,理论推导了仪器的传递函数和灵敏度等参数,提出了在平行金属板结构中同时实现微位移测量和静电力反馈的方法,并进行了具体设计和调试。实验结果显示,样机的灵敏度测试结果与反馈模型理论计算结果一致,表明引入静电力反馈后,能够实现石英水平摆倾斜仪灵敏度参数的常数化。

高性能地震数据采集方案构想

大动态宽频带观测一直是地震观测中追求的目标，因此“十五”期问在很多台站布设了动态范围大线性度好的宽频带地震仪，但这似乎还不能满足现实需要，比如，2008年的汶川地震，使得千里之外的宽频带地震仪都因为动态范围不足而出现了限幅问题。就当前中国的现状来看，地震计的动态范围（140dB以上）比地震数据采集器的（130dB左右）大，所以在这里主要针对数据采集器进行了研究，争取达到26位的分辨率、±15v的满量程以及145dB以上的动态范围，以缓解／消除大地震到来时观测仪器易出现的幅度受限问题。

基于数字音频接口的地震数据采集电路板快速评估方法

在宽频带数字地震观测技术领域,提出一种基于数字音频接口(S/PDIF接口)的数据采集电路板快速评估方法。该方法在数据采集电路设计过程中,在模拟/数字转换电路的输出端增加了一组S/PDIF数字音频接口,将模/数转换结果转换为符合音频传输标准的编码数据,并将此数据利用外置声卡同步传输到计算机,在计算机上进行数字抽取滤波、频谱分析等数据处理与解析,从而实现对地震数据采集电路板的快速评估。实验结果表明,该方法思路清晰,实现简便,结果有效可靠,能够解决常规测试评估方法中存在的问题,在高精度、高采样率数据采集技术研发和测试评估方面,具有比较强的实用性和应用前景。

位移格林函数的精密计算及其在芦山Ms7.0地震中的应用

依据目标地震震中周围地区地壳上地幔实际构造,重建层状地球模型,并据此改造格林函数计算程序,计算适用于目标地震的格林函数,从而提高同震位移计算精度。芦山Ms7.0地震震例研究表明,地球模型对垂向位移格林函数的影响随着震中距的变化而变化。4类独立震源中,地球模型对水平面内引张位错的影响最大,其在近区的影响可达到格林函数本身的40%左右。按照川西地区地壳上地幔实际层状构造（简称＂芦山模型＂）改造格林函数计算程序后,近场同震水平位移的计算精度总体上可提高20～30%。

宽频带石英水平摆倾斜仪频率特性动态测试

石英水平摆倾斜仪灵敏度高、稳定性好,在我国前兆地震台网中得到较为广泛的应用。为进一步提高倾斜仪性能指标,李际弘等(2018)引入静电力反馈技术,采用高精度差动式电容换能器替代原来的涡流传感器,并通过电子线路将差动式电容换能器的输出处理后反馈给差动式电容传感器的中心极板,在两侧固定极板的直流电压作用下,该反馈电压将会在中心极板上产生一静电力。

川西地区实测自由空气重力异常与EGM2008模型结果的差异

在四川盆地西部建立了一个由302个观测站组成的区域观测网,并进行了高精度流动重力与GPS观测,其目的是获取区域自由空气重力异常(简称重力异常)的分布特征,并对EGM2008模型在该区域的结果进行验证分析.研究区域实测的重力异常总体为负值,由西到东逐步从-160×10-5 ms-2平缓变化到-60×10-5 ms-2左右.EGM2008地球重力场模型揭示的模型重力异常较好地勾画出研究区域的总体地形分布形态,龙泉山脉以及四川盆地与青藏高原的边界皆存在明显的模型重力梯度带.研究区东南部的模型重力异常大约为-50×10-5 ms-2左右,但在龙泉山西部成都平原地区,模型重力异常则达到-120×10-5 ms-2左右.在区域观测网内绝大部分观测点上,模型与实测重力异常的差值几乎为一个常数(-10×10-5 ms-2左右),说明EGM2008地球重力场模型可较好地反映实际重力场的空间分布形态.如果配以一定数量的地面观测数据进行整体调节,EGM2008地球重力场模型就可以较真实地反映实际地球重力场.

2015年尼泊尔M_S8.1地震的地壳重力均衡背景与地表形变响应特征

对2015年尼泊尔MS8.1地震的地壳均衡背景及其引起的地表形变特征进行了研究,结果表明：（1）尼泊尔MS8.1地震震中以南的印度板块岩石圈有效弹性厚度大约为9km,加载主要来自地幔;地震以北的拉萨地块岩石圈有效弹性厚度大约为2km,加载主要来自地表.（2）尼泊尔MS8.1地震震中以南地区的地壳均衡异常大约为-100mGal（10-5 m·s-2）,但其北部的地壳均衡异常则为300~400mGal,尼泊尔MS8.1地震发生在地壳均衡负异常向正异常过渡的高梯度带上.（3）尼泊尔MS8.1地震使震中周围地区的地壳整体向南运动,最大水平位移超过1.5m,分布在震中东南.震中以北的同震垂向位移总体为负值,最大下降幅度超过0.5m,同震重力变化总体为正值,最大超过60μGal（10-8 m·s-2）;震中以南的垂向位移总体为正值,最大升幅超过0.7m,同震重力变化总体为负值,最大降幅超过-120μGal.（4）尼泊尔MS8.1地震使＂世界屋脊＂喜马拉雅山脉产生沉降,最大同震降幅超过120mm,震后松弛效应将使＂世界屋脊＂持续缓慢下降.该强震使世界最高峰珠穆朗玛峰降低了2~3mm,有可能被GPS、InSAR等现代大地测量工具检测到.

青海玛多M_(S)7.4地震前后秒采样地电场动态变化

地电场是重要的地球物理场,本文利用传统的时间序列统计分析方法和快速傅里叶变换信号处理方法,从时间域和频率域两个方面,对距离玛多M_(S)7.4地震震中约170 km的青海省大武地震台的秒采样地电场动态变化基本特征,进行了分析和讨论.研究结果显示,大武地震台在玛多M_(S)7.4地震前后:(1)记录到了比较典型的地电场震前异常变化和同震变化,该变化过程在不同的观测装置下,具有较强的同步性和相关性;(2)地电场异常变化主要表现为不定期交叠出现的单向阶跃变化和双向扰动变化,其中双向扰动变化延续更长时间段,并在不同阶段表现出突发性或持续性变化特征;(3)地电场同震变化的主要变化过程与Sg波基本同步,并且与地磁场的动态变化过程具有较强的时序相关性;(4)地电场秒采样观测数据的动态变化过程,在"时间域"和"频率域"具有较强一致性.综合分析认为,在排除电磁暴、雷电等空间电磁信号变化的情况下,在玛多M_(S)7.4地震前后,大武地震台的秒采样地电场动态变化过程,主要与较强地应力和地应变作用下,地下流体在断层、孔隙及裂隙中的运移过程以及渗流作用的突发性、振荡性或震颤性变化有关.

一种在线非接触式型钢长度测量仪的设计

采用高精度线阵电荷耦合器件测量技术、光电检测技术、单片机技术设计了一种在线非接触式型钢长度测量系统,并介绍测量系统的基本工作原理和软硬件组成。实践证明,该测量仪满足实际生产要求,具有一定的开发价值。

北斗授时在地震观测技术中的应用

中国正在实施的北斗卫星导航系统,已经覆盖亚太地区,可以为用户提供高质量的定位、导航和授时服务。本文介绍如何在地震数据采集器中引入北斗授时,并对比分析使用北斗授时和GPS授时的地震数据采集器的数据时间精度,结果发现,绝对精度均优于1 ms,可以利用该授时系统来提高地震观测台站时间服务的可靠性。

地震监测站网评估指标体系研究

地震监测站网评估是一项复杂的系统工程,评估指标体系的研究和确立是非常重要的技术环节,也是实施定量化评估必不可少的核心要素.本文在研究过程中,首先对评估理论模型及评估指标体系构建原则和方法,开展了比较广泛的调研和分析;同时,基于中国地震监测的历史、现状及其未来发展,依据现行地震监测业务体系,对地震监测站网的基础架构和系统特性进行了比较全面的研究、分析和讨论;在此基础上,通过分析和明确地震监测站网的评估目标,示例性研究和构建了覆盖布局合理性、测量精准性、观测可靠性、数据科学性等分解目标的三级评估指标体系.本文的研究结果,比较全面和客观地反映了中国地震监测信息系统的基本特性,预期为地震监测站网的综合性评价工作提供必要的参考和支撑.

中国地震科学实验场标准化研究

2018年5月12日,在汶川地震十周年国际研讨会暨第四届大陆地震会议上,中国政府向世界宣布建设中国地震科学实验场。为了规范地震科学实验场的建设、运维和管理,促进实验场区域科学研究项目的规划、设计和实施,本着继承、融合、补充及扩展等原则,开展了地震科学实验场标准化研究暨通用技术要求的编写工作。本文通过综合调研和分析国内外地震科学实验场的基本概况、最新发展动态及研究进展,分析和总结相关新方法和新技术研究成果,并结合中国地震科学实验场的最新科学设计方案,研究内容基本涵盖地震科学实验场的一般要求、基础监测、科学数据以及科技成果等几个重要方面。本研究所涉及的技术内容及要求具有一定的原则性和纲要性,可在此基础上,进一步结合地震行业标准化研究现状,以及地震科学实验场建设的具体要求,开展系列标准的研究和编写工作。

地电场秒采样观测技术研究与应用

地电场是重要地球物理场之一,以地球表层的天然电场及其随时间的变化为主要观测对象,以地下介质场源产生的地电场及其动态变化过程为重要研究目标。多年来开展的理论分析、数值模拟和试验研究等结果表明,在强地震活动过程中,地电场的动态变化,主要与在地应力和地应变作用下,地下介质的构造断层活动、裂隙发育和电解质运移和渗流等物理过程,以及地下介质的电磁学属性及其动态变化等相关联。

初中语文作文指导中层递式教学模式的应用研究

作文是语文教学的重要构成,在语文学科中占据重要地位,课程标准要求作文教学必须符合社会发展的实际情况,以提升学生的语文能力与写作能力为基础。基于这样的情况下,教师积极使用良好的作文教学策略提高学生的写作能力与水平,而层递式教学模式就能化解这个问题,在初中作文指导中运用递进式教学,强化学生的写作能力,优化初中语文作文教学质量。

力平衡反馈技术在石英水平摆倾斜仪中的应用研究

石英水平摆倾斜仪在前兆地震观测中得到了广泛的应用,取得了较好的观测数据,但是仍然存在一些不足,如灵敏度未知、频率特性不理想等.为解决这些问题,本文提出一种基于力平衡反馈技术的石英水平摆倾斜仪设计方法.该方法通过差动式电容换能器检测摆锤的位置信息,将其转换成电信号输出;同时通过电子线路将输出电压信号处理后反馈给摆锤,该反馈电压在摆锤上产生一静电力.根据该设计方法,我们研制了原理样机并进行了测试,结果表明,样机的灵敏度为16801V/(m·s^(-2)),样机的幅度响应在从DC到5s都是平坦的.