Ⅰ前言 引言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語(yǔ)和定義 4技術(shù)要求 5體應(yīng)變觀測(cè) 6分量應(yīng)變觀測(cè) 7儀器檢測(cè)方法 8觀測(cè)網(wǎng)組網(wǎng)方法 9觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法 附錄A（規(guī)范性附錄）應(yīng)變固體潮Venedikov調(diào)和分析 附錄B（規(guī)范性附錄）四分量應(yīng)變觀測(cè)自檢信度計(jì)算方法 附錄C（規(guī)范性附錄）采樣率與儀器頻帶的關(guān)系 參考文獻(xiàn) Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)是《地震地殼形變觀測(cè)方法》系列標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)。該系列標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及名稱如下：地震地殼形變觀測(cè)方法地傾斜觀測(cè)地震地殼形變觀測(cè)方法洞體應(yīng)變觀測(cè)地震地殼形變觀測(cè)方法鉆孔應(yīng)變觀測(cè)地震地殼形變觀測(cè)方法跨斷層位移測(cè)量本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)地震局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)地震標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC255)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所、中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心、湖北省地震局、中國(guó)地震局第二監(jiān)測(cè)中心。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：邱澤華、李正媛、陳志遙、蘇愷之、唐磊、張寶紅、呂品姬、趙斌、宋茉、劉文義。Ⅳ引言目前地震行業(yè)的鉆孔應(yīng)變觀測(cè)，是為地震預(yù)報(bào)以及相關(guān)科學(xué)研究服務(wù)的。為了使地震地應(yīng)變觀測(cè)能更好地服務(wù)于地震預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào)研究，保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性、可比性，需要對(duì)觀測(cè)中的各個(gè)重要環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，形成完善的地震觀測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。近年來(lái)，鉆孔應(yīng)變觀測(cè)發(fā)展非常迅速，有必要在進(jìn)行系統(tǒng)理論研究、總結(jié)過(guò)去三十多年鉆孔應(yīng)變觀測(cè)的實(shí)踐成果、全面分析現(xiàn)有觀測(cè)資料和開展專項(xiàng)試驗(yàn)研究工作的基礎(chǔ)上，制定本標(biāo)準(zhǔn)。制定本標(biāo)準(zhǔn)的宗旨是，明確理論基礎(chǔ)，建立應(yīng)用原則，固定成熟規(guī)范。1地震地殼形變觀測(cè)方法鉆孔應(yīng)變觀測(cè)本標(biāo)準(zhǔn)給出了鉆孔應(yīng)變觀測(cè)原理，規(guī)定了鉆孔應(yīng)變觀測(cè)的技術(shù)要求、數(shù)據(jù)換算方法、儀器檢測(cè)方法、觀測(cè)組網(wǎng)方法以及觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于地震行業(yè)在巖石中使用鉆孔體應(yīng)變儀和四分量鉆孔應(yīng)變儀的觀測(cè)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19531.3—2004地震臺(tái)站觀測(cè)環(huán)境技術(shù)要求第3部分：地殼形變觀測(cè)DB/T8.2—2003地震臺(tái)站建設(shè)規(guī)范地形變臺(tái)站第2部分：鉆孔地傾斜和地應(yīng)變臺(tái)站DB/T11.2—2007地震數(shù)據(jù)分類與代碼第2部分：DB/T27—2008地震觀測(cè)儀器質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)則DB/T31.2—2008地震觀測(cè)儀器進(jìn)網(wǎng)技術(shù)要求地形變觀測(cè)儀第2部分：應(yīng)變儀DB/T40.1—2010地震臺(tái)網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求地殼形變觀測(cè)網(wǎng)第1部分：固定站形變觀測(cè)網(wǎng)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。鉆孔應(yīng)變觀測(cè)strainmonitoringinborehole通過(guò)鉆孔用鉆孔應(yīng)變儀對(duì)地下某處應(yīng)變隨時(shí)間變化的觀測(cè)。鉆孔體應(yīng)變儀boreholedilatometer在鉆孔中觀測(cè)體應(yīng)變變化的儀器。四分量鉆孔應(yīng)變儀four-gagesboreholestrainmeter在鉆孔中用4個(gè)對(duì)稱布設(shè)的元件觀測(cè)水平應(yīng)變狀態(tài)變化的儀器。24技術(shù)要求4.1.2固體潮頻段最大允許誤差應(yīng)不大于8×10-9。4.1.4觀測(cè)站的地質(zhì)條件、地形地貌、觀測(cè)設(shè)施應(yīng)符合DB/T8.2—2003的要求。4.1.6觀測(cè)采樣率應(yīng)根據(jù)儀器的最高頻率來(lái)確定（見附錄C),數(shù)據(jù)吐出率應(yīng)不低于1次每分。4.1.7觀測(cè)資料應(yīng)能長(zhǎng)期、連續(xù)、清楚地識(shí)別固體潮。4.1.8觀測(cè)資料固體潮M2波月潮幅因子相對(duì)中誤差應(yīng)不大于0.05。4.2輔助觀測(cè)項(xiàng)4.2.1.1應(yīng)設(shè)置氣壓、鉆孔水位、鉆孔（水位）溫度、降水量等輔助觀測(cè)項(xiàng)。4.2.1.2在水庫(kù)、河流、湖泊、海洋附近進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，宜增設(shè)庫(kù)、河、湖、海等的水位輔助觀測(cè)項(xiàng)，或收集主要干擾源的數(shù)據(jù)序列。4.2.1.3當(dāng)觀測(cè)站附近有抽（注）水井工作時(shí)，應(yīng)建立抽（注）水記錄。有條件時(shí)宜觀測(cè)抽水井的地下水位變化量。4.2.2輔助觀測(cè)指標(biāo)4.2.2.5輔助觀測(cè)數(shù)據(jù)吐出率宜與主測(cè)項(xiàng)一致。5體應(yīng)變觀測(cè)鉆孔體應(yīng)變觀測(cè)的對(duì)象為體應(yīng)變的變化。5.2體應(yīng)變觀測(cè)原理在鉆孔內(nèi)安裝一個(gè)長(zhǎng)圓形的彈性筒，筒內(nèi)充滿特殊的液體。通過(guò)觀測(cè)液壓的增大或減小，求得液體的體應(yīng)變。彈性筒內(nèi)液體壓力的變化為P=kS………………(1)式中：S—液體體應(yīng)變；k—液體的壓縮模量。35.3體應(yīng)變觀測(cè)應(yīng)變換算方法巖石體應(yīng)變?chǔ)排c觀測(cè)液體體應(yīng)變S的換算公式：……………(2)式中：C—耦合系數(shù)。鉆孔體應(yīng)變觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理應(yīng)使用增量，即某一時(shí)刻的觀測(cè)值對(duì)觀測(cè)之前某一時(shí)刻觀測(cè)值的變化量。5.4耦合系數(shù)C求解方法記S為鉆孔體應(yīng)變觀測(cè)值，并設(shè)ε為已知巖石體應(yīng)變（一般借助理論應(yīng)變固體潮可用下列公式確定耦合系數(shù)C?！?3)6分量應(yīng)變觀測(cè)6.1分量應(yīng)變觀測(cè)對(duì)象分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)對(duì)象為水平面應(yīng)變狀態(tài)的變化。6.2分量應(yīng)變觀測(cè)原理分量鉆孔應(yīng)變儀直接測(cè)量的是探頭套筒內(nèi)壁某方位直徑的相對(duì)變化（圖1)。其基本假設(shè)是：當(dāng)遠(yuǎn)處有均勻水平主應(yīng)變?chǔ)?（最大主應(yīng)變）和（最小主應(yīng)變）ε2時(shí)，方位θ的探頭套筒內(nèi)壁直徑相對(duì)變化值Sθ可表達(dá)成A(ε1+ε2)+B(ε1-ε2)cos2(θ-φ)…………(4)式中：φ主方向(ε1的方位A—耦合系數(shù)；B—耦合系數(shù)。四分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)在儀器探頭套筒中裝有4個(gè)位移觀測(cè)元件，分別測(cè)量間隔為45°的4個(gè)方位的套筒內(nèi)壁直徑變化Si(i=1,2,3,4)。在理想情況下，四分量測(cè)值滿足自洽方程：24………(5)當(dāng)四分量原始測(cè)值顯著偏離自洽方程時(shí)，應(yīng)對(duì)元件靈敏度進(jìn)行相對(duì)矯正。此時(shí)，應(yīng)記原始測(cè)值為i(i=1,2,3,4),采用矯正值Si=KiRi,其中Ki稱為元件靈敏度矯正系數(shù)。四分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理應(yīng)使用增量，即某一時(shí)刻的觀測(cè)值對(duì)觀測(cè)之前某一時(shí)刻觀測(cè)值的變化量。4圖1分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)原理示意圖6.3分量應(yīng)變觀測(cè)的應(yīng)變換算方法6.3.14個(gè)元件都正常工作的應(yīng)變換算按順時(shí)針次序，記觀測(cè)值（變化量）為Si(i=1,2,3,4),如圖2所示，并記以及θ1為第一個(gè)元件的方位角，單位為弧度，有a)主方向應(yīng)變狀態(tài)(ε1,ε2,φ)表示式：式中：ε1—最大主應(yīng)變；ε2—最小主應(yīng)變；5圖2四分量鉆孔應(yīng)變儀元件編號(hào)b)地理坐標(biāo)應(yīng)變狀態(tài)(εN,εE,εNE)表示式：式中：εNE—剪應(yīng)變。6.3.2只剩3個(gè)元件正常工作的應(yīng)變換算當(dāng)四分量鉆孔應(yīng)變儀的1個(gè)元件發(fā)生故障，只剩3個(gè)元件正常工作時(shí)，可根據(jù)故障元件不同，分別采用下列公式換算最大主應(yīng)變?chǔ)?、最小主應(yīng)變?chǔ)?和主方向φ。第一種組合，1#號(hào)元件故障，剩下2#、3#、4#元件正常工作，有：6第二種組合，2#號(hào)元件故障，剩下1#、3#、4#元件正常工作，有：第三種組合，3#號(hào)元件故障，剩下1#、2#、4#元件正常工作，有：第四種組合，4#號(hào)元件故障，剩下1#、2#、3#元件正常工作，有：6.4四分量應(yīng)變觀測(cè)的相關(guān)參數(shù)求解方法6.4.1元件靈敏度相對(duì)矯正系數(shù)的求解方法記任意一個(gè)元件的原始測(cè)值（變化量）為R1,依次順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45°,有各元件原始測(cè)值R2、R3和4。當(dāng)原始測(cè)值Ri(i=1,2,3,4)顯著偏離自洽方程時(shí)，令Si=kiRi(i們滿足自洽方程：kR2244 給定任意一個(gè)ki為1,將大量實(shí)際測(cè)值代入，用最小二乘的方法，可求解得到其他ki。分別給定所有i為1,可得到四組值kij(i,j=1,2,3,4)。對(duì)這4組值取平均：…………(14)作為最終結(jié)果。這樣得到的Ki稱為元件靈敏度矯正系數(shù)，可用來(lái)對(duì)四分量原始測(cè)值（變化量）進(jìn)行矯正。7實(shí)際計(jì)算元件靈敏度矯正系數(shù)，應(yīng)使用小時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)，應(yīng)使用曲線變化平穩(wěn)時(shí)期的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)。6.4.2耦合系數(shù)A和B的求解方法在x-y坐標(biāo)系中，記(ε1,ε2,φ)或(εxx,εyy,εxy)為已知應(yīng)變狀態(tài)變化（一般借助理論應(yīng)變固體潮可用下列公式確定換算參數(shù)A和B。確定A值的公式：a=4A(ε+ε2) 或 確定B值的公式：或?qū)嶋H計(jì)算耦合系數(shù)A和B,應(yīng)使用小時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)，應(yīng)使用曲線變化平穩(wěn)時(shí)期的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用長(zhǎng)期的大量數(shù)據(jù)，用最小二乘的方法求解最佳估計(jì)值。7儀器檢測(cè)方法鉆孔應(yīng)變觀測(cè)儀器檢測(cè)包括出廠檢測(cè)和臺(tái)站檢測(cè)，基本要求如下：a)出廠儀器應(yīng)提供靈敏度、分辨力、線性度、漂移量、最大誤差的檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)報(bào)告，出廠檢測(cè)應(yīng)符合DB/T27—2008的質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)則；b)進(jìn)入臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)的儀器，應(yīng)按5%~10%的抽樣率（不少于2套）進(jìn)行靈敏度、分辨力、線性度、漂移量、最大誤差、動(dòng)態(tài)范圍等指標(biāo)的一致性比測(cè)；c)分辨力、線性度、漂移量、最大誤差的檢測(cè)方法按DB/T31.2—2008和DB/T27—2008的規(guī)定；d)除儀器整機(jī)檢測(cè)外，數(shù)據(jù)采集器還應(yīng)單獨(dú)檢測(cè)。7.2臺(tái)站檢測(cè)在臺(tái)站運(yùn)行的儀器應(yīng)對(duì)靈敏度進(jìn)行定期檢測(cè)，檢測(cè)周期為1次每年，檢測(cè)方法按照儀器自帶校準(zhǔn)設(shè)備操作方法進(jìn)行，檢測(cè)結(jié)果遵循如下要求：8a)當(dāng)靈敏度變化超過(guò)±2%并小于±5%時(shí)，應(yīng)記錄新格值；b)當(dāng)靈敏度變化達(dá)到或超過(guò)±5%,應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行檢查和維修。7.2.2不定期檢測(cè)在臺(tái)站運(yùn)行的儀器的不定期檢測(cè)遵循如下要求：a)儀器檢修或重新安裝后，應(yīng)進(jìn)行靈敏度檢測(cè)，應(yīng)啟用新格值；b)在儀器記錄出現(xiàn)異常時(shí)可進(jìn)行靈敏度檢測(cè)，見7.2.1。8觀測(cè)網(wǎng)組網(wǎng)方法鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站在全國(guó)的布設(shè)應(yīng)符合DB/T40.1—2010的要求。8.2斷裂帶觀測(cè)組網(wǎng)8.2.1監(jiān)測(cè)斷裂帶的鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站布設(shè)，應(yīng)滿足地質(zhì)、地貌地形條件，避開斷層穿過(guò)觀測(cè)站，離開斷裂破碎帶距離不宜小于0.5km。8.2.2觀測(cè)站沿?cái)嗔褞Р荚O(shè)時(shí)，宜布設(shè)于斷裂兩側(cè)。8.3火山、大型水庫(kù)觀測(cè)組網(wǎng)8.3.1火山、大型水庫(kù)等專用鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站布設(shè)，應(yīng)綜合空間范圍、變形敏感點(diǎn)等因素。8.3.2布設(shè)兩個(gè)及其以上鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站時(shí)，根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域分布、構(gòu)造條件等，宜對(duì)稱設(shè)置觀測(cè)站。8.4沿海觀測(cè)組網(wǎng)8.4.1.1在沿海布設(shè)鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站，應(yīng)規(guī)避海潮影響顯著的區(qū)域與位置；在觀測(cè)過(guò)程中，應(yīng)同時(shí)收集測(cè)站附近的驗(yàn)潮站觀測(cè)數(shù)據(jù)。8.4.1.2沿海觀測(cè)臺(tái)站應(yīng)選擇在海面寬闊、海底平坦的區(qū)域附近，應(yīng)避開狹窄海灣和復(fù)雜海底地形的區(qū)域。8.5海潮觀測(cè)剖面組網(wǎng)8.5.1.1應(yīng)布設(shè)多條從沿海延伸至內(nèi)陸的鉆孔應(yīng)變觀測(cè)剖面，剖面由若干個(gè)鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站組成。8.5.1.2剖面觀測(cè)站選址應(yīng)在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單和地形平坦的地區(qū)，避開表面地形復(fù)雜和地下構(gòu)造非各向同性較強(qiáng)的地區(qū)。8.6強(qiáng)震帶觀測(cè)組網(wǎng)8.6.1鉆孔應(yīng)變觀測(cè)站應(yīng)沿強(qiáng)震帶主要斷裂布設(shè)；重點(diǎn)布設(shè)在斷層端部或斷層交會(huì)處。8.6.2根據(jù)區(qū)域地震活動(dòng)情況，布設(shè)觀測(cè)站密度，觀測(cè)站間距不宜大于50km,強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，宜有1個(gè)以上觀測(cè)站位于震中區(qū)內(nèi)。8.6.3應(yīng)與其他測(cè)項(xiàng)共用場(chǎng)地，同步觀測(cè)。98.7科研對(duì)比觀測(cè)組網(wǎng)兩臺(tái)或以上同型號(hào)儀器的對(duì)比，間距不宜超過(guò)100m。8.7.2異站對(duì)比觀測(cè)異站對(duì)比觀測(cè)站之間的距離應(yīng)小于10km。9觀測(cè)數(shù)據(jù)處理方法9.2原始數(shù)據(jù)9.2.1鉆孔應(yīng)變觀測(cè)儀器吐出的未經(jīng)任何處理的時(shí)間序列觀測(cè)數(shù)據(jù)，吐出率應(yīng)不低于1次每分。9.2.2氣壓、鉆孔水位、鉆孔（水位）溫度、降雨量等輔助測(cè)項(xiàng)吐出的時(shí)間序列觀測(cè)數(shù)據(jù)，吐出率應(yīng)不低于1次每分。9.3產(chǎn)出數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)吐出率與原始觀測(cè)數(shù)據(jù)相同或相對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)預(yù)處理由臺(tái)站或承擔(dān)無(wú)人值守測(cè)站資料產(chǎn)出的部門進(jìn)行。具體要求如下：a)儀器校準(zhǔn)、調(diào)零過(guò)程中產(chǎn)生的臺(tái)階和非潮汐數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行“臺(tái)階”和“缺數(shù)”處理；b)明確原因的人為干擾、儀器故障、停電等引起的突跳、突變臺(tái)階、缺記等應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)處理；c)儀器及系統(tǒng)故障、檢修過(guò)程中產(chǎn)出的數(shù)據(jù)宜做“缺數(shù)”處理；d)地震波形記錄應(yīng)不做處理；e)由氣象因素、外界干擾引起的漸變臺(tái)階應(yīng)不做處理；f)在日志中應(yīng)記錄：重要事項(xiàng)記載，儀器工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)預(yù)處理情況，是否存在干擾因素造成的異常變化，環(huán)境溫度、氣壓、降雨量等輔助信息。9.3.2換算應(yīng)變數(shù)據(jù)由觀測(cè)數(shù)據(jù)換算的各種應(yīng)變時(shí)間序列。9.3.3均值數(shù)據(jù)由預(yù)處理數(shù)據(jù)計(jì)算鉆孔應(yīng)變觀測(cè)的時(shí)均值、日均值、五日均值數(shù)據(jù)序列。9.3.4觀測(cè)日志記錄每日儀器運(yùn)行、觀測(cè)維護(hù)、環(huán)境影響、數(shù)據(jù)產(chǎn)出等信息，產(chǎn)出周期不應(yīng)大于1次每天。9.3.5潮汐參數(shù)由鉆孔應(yīng)變連續(xù)時(shí)均值數(shù)據(jù)序列進(jìn)行應(yīng)變固體潮調(diào)和分析計(jì)算出的周日潮波分量K1、O1、Q1、,半日潮波分量M2、S2、N2、2N2、L2等一組潮汐因子、相位滯后及其誤差數(shù)據(jù)，產(chǎn)出周期宜不大于1個(gè)月。調(diào)和分析計(jì)算公式見附錄A。9.3.6潮汐因子中誤差用時(shí)均值進(jìn)行應(yīng)變固體潮調(diào)和分析計(jì)算，獲得的半日潮波M2的潮汐因子外精度、潮汐因子中誤差、相位滯后誤差等一組評(píng)定應(yīng)變潮汐觀測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)在精度的數(shù)據(jù)指標(biāo)。計(jì)算方法見附錄A。四分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)數(shù)據(jù)的自檢信度計(jì)算方法見附錄B。9.4均值數(shù)據(jù)計(jì)算方法時(shí)均值數(shù)據(jù)yrt為時(shí)間t對(duì)應(yīng)的60個(gè)分鐘數(shù)據(jù)yt(j)的平均值?！?19)式中：日均值數(shù)據(jù)dmr,用第m月第r天內(nèi)的時(shí)均值數(shù)據(jù)yrt取平均值。…………(20)式中：9.4.3五日均值計(jì)算五日均值數(shù)據(jù)zT以從每年一月一日起計(jì)的連續(xù)5個(gè)日均值數(shù)據(jù)di取平均計(jì)算：(21)式中：9.5數(shù)據(jù)異常變化識(shí)別積累不少于1年時(shí)間連續(xù)、穩(wěn)定的鉆孔應(yīng)變觀測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)變固體潮清晰，具有年度變化規(guī)律；觀9.5.1.2排除干擾影響原始數(shù)據(jù)、輔助觀測(cè)應(yīng)滿足9.2和4.2的要求。對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)異常，用輔助觀測(cè)項(xiàng)進(jìn)行干擾識(shí)別，排除儀器故障、人為活動(dòng)、天氣變化、環(huán)境干擾等引起的變化。9.5.2長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)異常當(dāng)鉆孔應(yīng)變觀測(cè)序列出現(xiàn)下列情形之一者，可判別為長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)異常變化：a)繪制日均值曲線，當(dāng)出現(xiàn)異常年變、異常偏離大于n倍中誤差、持續(xù)時(shí)間不小于3個(gè)月的變化；b)繪制月潮汐因子曲線，當(dāng)出現(xiàn)異常變化，且偏離值大于n倍中誤差時(shí)、持續(xù)時(shí)間不小于3個(gè)月的變化；c)時(shí)均值序列小波分析曲線在周期3個(gè)月或更低頻帶上出現(xiàn)顯著、持續(xù)的異常變化，變化值大于n倍以上中誤差；d)n值的確定可根據(jù)序列屬性、噪聲水平、變化背景等，在[1,3]值域內(nèi)選取。9.5.3短期高頻變化異常以分鐘采樣或更高頻率采樣的鉆孔應(yīng)變觀測(cè)記錄曲線中，出現(xiàn)連續(xù)增粗且增粗值大于n倍序列中誤差值、并持續(xù)3小時(shí)以上變化，可判別其數(shù)據(jù)出現(xiàn)短期高頻變化異常。n值的確定可根據(jù)序列屬性、噪聲水平、變化背景等，在[1,3]值域內(nèi)選取。（規(guī)范性附錄）應(yīng)變固體潮Venedikov調(diào)和分析為了定量描述鉆孔體應(yīng)變觀測(cè)資料的質(zhì)量，用M2波潮汐因子相對(duì)中誤差作為評(píng)定指標(biāo)，稱為固體潮擬和內(nèi)精度。具體計(jì)算方法用到Venedikov調(diào)和分析。固體潮觀測(cè)值可以表示為如下潮波疊加形式：式中：Hi—角頻率為ωi的潮波觀測(cè)振幅；j—觀測(cè)序列中央時(shí)刻的歷元；Φ—tj時(shí)的零點(diǎn)漂移。按三角公式展開，將上式寫為：…………(A.2)(y)=(y-23.5,y-22.5, ,y-1.5,y-0.5,y+0.5,…,y22.5,y23.5)………………(A.3)建立奇、偶數(shù)字濾波器。偶數(shù)字濾波為：奇數(shù)字濾波為：………(A.5)令：C和S稱為數(shù)字濾波器Cj和Sj對(duì)頻率為ωi的潮波因子，潮波頻率與潮波數(shù)相對(duì)應(yīng)。令：k (A.7)代入式(A.4)和(A.5),得到：上述線性方程組包含了2m個(gè)未知數(shù)xk、yk,若有r段連續(xù)的48h觀測(cè)資料(j=1,2,…,r),則可列出2r個(gè)方程。只要2r>2m,就可按最小二乘法原理解出未知數(shù)xk和yk,并按式(A.8)求得：潮幅因子：相位滯后：解算固體潮振幅因子的均方誤差時(shí)，觀測(cè)方程(A.8)可以簡(jiǎn)寫為如下形式：M=ax…………(A.10)式中：M—2n個(gè)元素Mi、Ni的列；x—2p個(gè)未知數(shù)ξk、ηk的列；a—方程組(A.10)的系數(shù)矩陣。應(yīng)變固體潮振幅因子αk及相位滯后的均方誤差為：(A式中：應(yīng)變固體潮振幅因子單位權(quán)均方值誤差σ與振幅因子αk之比，即為應(yīng)變潮汐因子相對(duì)中誤差。（規(guī)范性附錄）四分量應(yīng)變觀測(cè)自檢信度計(jì)算方法對(duì)安裝四分量鉆孔應(yīng)變儀的一般要求是，探頭必須放置在完整巖石中。實(shí)踐表明，這大體可以保證觀測(cè)值滿足自檢方程。但是，完全的符合是不可能的。需要一個(gè)指標(biāo)來(lái)刻劃一個(gè)臺(tái)站鉆孔應(yīng)變儀觀測(cè)滿足自檢方程的程度。這個(gè)指標(biāo)稱為四分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)資料的自檢信度。為了準(zhǔn)確計(jì)算這個(gè)自檢信度，要把“壞點(diǎn)”去掉。實(shí)踐證明，去掉5%的“壞點(diǎn)”是一個(gè)比較好的選擇。四分量鉆孔應(yīng)變觀測(cè)的自檢信度定義為：式中：N—數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。（規(guī)范性附錄）采樣率與儀器頻帶的關(guān)系C.1儀器輸出信號(hào)的頻率特性觀測(cè)儀器的傳遞函數(shù)是表達(dá)輸入量與相應(yīng)輸出量之間頻率特性的函數(shù)，通常也可以用幅頻特性與相頻特性曲線來(lái)描述。圖C.1是典型的二階低通、測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍80dB的系統(tǒng)的幅頻特性與相頻特性曲線，通帶漸近線與過(guò)渡帶漸近線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)，就是轉(zhuǎn)折頻率ωn,即固有頻率或自然頻率，也稱為轉(zhuǎn)折點(diǎn)fn=ωn/2π,即系統(tǒng)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)。當(dāng)阻尼系數(shù)為0.707時(shí)，其增益-3dB的頻率，即截止頻率fc與轉(zhuǎn)折頻率fn相等（圖中fc=0.1Hz)；當(dāng)阻尼系數(shù)大于0.707時(shí)，截止頻率fc小于轉(zhuǎn)折頻率fn；當(dāng)阻尼系數(shù)小于0.707時(shí)，截止頻率fc大于轉(zhuǎn)折頻率fn。圖C.1不同阻尼系數(shù)的二階系統(tǒng)幅頻、相頻特性圖如圖C.1所示，增益不小于-3dB的頻率區(qū)間稱為通頻帶，又稱儀器的頻帶寬度或帶寬；增益小于-80dB的頻率區(qū)間為阻帶；增益在-3dB到-80dB的頻率區(qū)間為過(guò)渡帶。過(guò)渡帶區(qū)間仍有正確的信號(hào)輸出，僅是增益逐漸降低直到-80dB,其降低的斜率=N×20dB/10倍頻，N是傳遞函數(shù)的階數(shù)。fh是測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)稱設(shè)計(jì)中包含通帶與過(guò)渡帶可獲取信號(hào)的最高頻率，而fmax是當(dāng)存在頻率裕量或增益裕量時(shí)通帶與過(guò)渡帶可獲取信號(hào)的最高頻率。由圖C.1可知，隨著阻尼系數(shù)不同，幅頻特性-3dB點(diǎn)將變化，儀器帶寬隨之變化，相移也變化。最大相移為N×90°。因此，測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)的階數(shù)設(shè)計(jì)既要顧及阻尼系數(shù)也要顧及相移性質(zhì)。為了能真實(shí)地反映地面運(yùn)動(dòng)的信息，儀器的相對(duì)阻尼系數(shù)ξ宜取值為0<ξ<1。由于每臺(tái)儀器阻尼系數(shù)的差異，自然頻率ωn相同的儀器表現(xiàn)出來(lái)的通頻帶是不同的。阻尼系數(shù)ξ越小，截止頻率就越高，通頻帶就越寬；反之，阻尼系數(shù)ξ越大，截止頻率就越低，通頻帶就越窄。C.2采樣率的確定根據(jù)采樣定理，數(shù)據(jù)采樣頻率fs>2fh就能恢復(fù)原信號(hào)，如果考慮裕量，則fs=3fh。當(dāng)不能滿足fs>2fh條件時(shí)，原信號(hào)與采樣信號(hào)重疊將會(huì)產(chǎn)生混疊信號(hào)?；殳B信號(hào)周期從2T到直流都有可能存在，且幅度與原信號(hào)相同，將沒有