气压对徐州地区三套体应变仪不同影响原因的分析

刘晶

摘 要：通过对徐州地区现有的3台体应变仪不同程度受到气压影响的资料进行对比分析，发现其中2个台的体应变资料受气压影响大，分析出现这种情况的主要原因可能是仪器探头与钻孔耦合得不好造成的。

关键词 体应变仪；对比分析；气压影响；钻孔耦合

0. 引言

在钻孔形应变观测中，除了正常记录到日、月引力对地球表面引起的固体潮以外，还记录到许多干扰因素，例如气压、降雨、温度等影响。分析日常观测资料中受这些因素影响的大小程度，也可以判断出仪器的使用价值。

1徐州地区的地质构造及仪器分布情况

徐州地区现有3套TJ-2型体应变仪， 分别安装在徐州地震台、新沂嶂苍台和邳州艾山台。

1. 徐州地震台位于徐州市南郊云龙山东坡。周围出露大面积基岩，为寒武系中统厚层灰岩，岩性单一致密，节理发育。TJ-2体积式应变仪 2006年12月12日安装在徐州地震台院内2号井孔测点，仪器工作状态优良。

2. 嶂苍台位于新沂市新安镇官庄村。台站处于北北东向郯庐断裂带F5断裂的东侧。TJ-2体积式应变仪2010年7月19日安装。探头深度60m,基岩为上白垩统王氏组紫红色砂岩，第四系覆盖层厚约1m,岩芯完整。

3. 艾山台位于邳州市艾山。TJ- 2体积式应变仪2010年9月25日安装。探头深度57 m,基岩岩性为石英砂岩，青灰色，结构致密，未风化。

2 气压对体应变短时间的影响

我们选取徐州台、嶂苍台、艾山台在 2019年2月25〜27日气压变化较大的3天时间段的分钟值资料和体应变资料做比较，可以看出3个台资料具有以下特点。（1）3个台站记录的气压曲线基本一致。分别用3个台的气压数据作一元回归分析，3个台气压之间的相关系数分别为：邳州与新沂0.997，邳州与徐州0.996,新沂与徐州0.992。说明3个地点的气压相关是很好的，造成差别的原因与局地小气候使气压微小变化有关。嶂苍台和艾山台的体应变记录与气压的记录曲线十分相似，当气压占了主导地位时，固体潮形态就很弱了。

3 体应变与气压的一元回归处理、内精 度及气压干扰系数

用3个台2019年2月体应变、气压整点值资料，采用一元回归方法进行处理，得到的结果是:徐州台体应変与气压的相关系数最小，内精度最好，实际观测记录到的气压对其影响极小，气压影响系数约为0x10^-9hPa;嶂苍台体应变与气压的相关系数最大，内精度次于徐州台，实际观测记录到的气压对其影响明显，气压影响系数约为6.48x10^-9/hPa，艾山体应变与气压的关系系数小于徐州台，大于嶂苍台，实际观测记录到的气压对其影响较明显，内精度最差，气压影响系数约为5.11x10^-9/hPa。从计算结果看，影响体应变内精度的主要因素是气压。

4 体应变观测资料受气压影响的原因分析

我们认为主要有以下两种：

1. 与观测场地基岩的破碎程度有关。无论哪一种形应变仪器都需要将仪器探头安放在完整的岩石上，但是我们往往不可能保证做到使每一套仪器都安装在理想的位置。这给观测资料的质量带来巨大的影响，甚至有的仪器的资料根本就无法使用。

（2）探头与井孔耦合得不好。仪器安装时，探头一般安装在井下40〜90 m岩石相对完整的地段。耦合材料是膨胀水泥和石英砂，和水搅拌均匀后装入沉砂器，然后沉入井下预定位置，水泥从沉砂器出口流到孔底，再将探头放入井底，靠探头本身的重量自然沉入水泥之中并凝固。这种耦合方式有可能存在类似建筑业浇注混凝土后，没有采用混凝土振动棒振捣密实步骤而出现的蜂窝状结构。

5 讨论

基于钻孔形应变观测都存在探头、水泥和围岩3部分组成的各向异性的“双环”问题，如果存在着钻孔偏心带来的对观测数据的影响，那么这是一个值得我们在钻孔形应变观测中进行深入研究的问题。

作者：刘晶 女 出生年月：1980.5 助理工程师 主要从事形变、地下流体工作 E-mail:[e-mail]

参考文献:

[1]蒋骏、李胜乐、张雁滨等，地震前兆信息处理与软件系统（EIS2000）2004

[2]苏恺之、李海亮、张钧等，钻孔地应变观测新进展2005