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臺站地形變觀測技術

一、地傾斜觀測

       地傾斜觀測的目的是研究地売形變垂直的相対運動和固體潮汐的動態變化, 是地殼形變學科不可缺少的一個重要組成部分。地傾斜觀測一方面通過精確測定固體潮的潮汐因子及其時空變化, 給我們一個垂直位移或地売局部隆起概念, 為地球固體潮汐、地売巖石物理性質的變化及地球參數等提供科學實驗數據, 對大地測量觀測值進行潮汐改正并為地球物理研究服務, 同時通過潮汐記錄曲線的非潮汐變化部分以及潮汐因子的異常變化研究地球應力一應變及介質特性的變化, 以捕捉地震的中、短、臨且以短、臨為主的前兆信息,是地震預報研究的一個重要手段。

       地傾斜觀測按儀器工作條件分為洞體傾斜觀測和鉆孔傾斜觀測。

       洞體傾斜觀測是在山洞或地下室內應用傾斜儀測定地面的傾斜變化。所使用的儀器最基本的類型及其簡単工作原理為:  (1)水管式頓斜儀:兩個盛水的缽體用一根長管道連通,缽體中水位的變化與地面的傾斜成正比。(2) 固定擺傾斜儀: 當地球表層即地売局部傾斜時,擺架整個傾斜,擺還是繼續垂直地懸掛在鉛垂線方向內(垂直擺)或者擺繞旋轉軸發生偏轉(水平擺)。擺架傾斜的角度就是地売傾角。(3)氣泡傾斜儀:其原理與木工用的水準氣泡相似, 在地面上固定一個圓水準氣泡, 或相互垂直的兩個長水準氣泡, 地面的傾斜會引起氣泡移動, 在兩個正交方向上各用一對電極來感應氣泡的位置, 則可同時監測兩個分量的地売傾斜。目前在我國地震傾斜潮汐觀測臺網中主要應用前兩類傾斜儀。

 

二、  地應變觀測

       連續地應變觀測的對象是地殼淺層應變及其隨時間變化。地應變觀測的目的是研究地売表面點位之間相對位置的變化, 以獲取地売形變的幾何信息,研究應變固體潮汐的動態變化, 從而直觀地了解地売內部應力一應變狀況, 有利于監測中短期前兆的過渡、發展以及震后地売的調整過程。地應變觀測不僅為地球彈性研究提供了重要數據, 而且是地震預報研究的一個重要手段。

       應變觀測儀器有兩大類: 第一類為水平應變型, 第二類為鉆孔應變型。

       水平應變測量原理是測量地表面兩點間水平距離的相對變化量。根據約定: 壓縮為負、伸張為正。目前使用的伸縮儀就是水平應變儀。

       為減少地表各種因素的干擾、觀測地殼應變狀態隨時間的微小變化, 可在鉆孔中安裝  專用的應變傳感器進行應變測量,稱為鉆孔應變觀測。

       鉆孔應變儀大體分三種類型:第一類,體積式鉆孔應變儀,根據安裝鉆孔儀器中的腔體的體積變化,獲得巖體體積的相對變化;第二類,剪應變式鉆孔應變儀,根據安裝在鉆孔儀器中幾個分量元件的組合觀測,可以獲得最大和最小應變值之差,即巖體最大剪應變狀態的相對變化;第三類,分量式鉆孔應變儀,根據安裝在鉆孔應變儀中3個分量的元件輸出的信息量,獲得巖體最大與最小應變值以及最大主應變軸的方位角。

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