DB/T 46-2012 地震地壳形变观测方法 洞体应变观测

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标准编号:DB/T 46-2012
文件类型:.pdf
资源大小:6.7M
标准类别:建筑工业标准
资源ID:222640
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DB/T 46-2012 标准规范下载简介:

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DB/T 46-2012 地震地壳形变观测方法 洞体应变观测

7.3.1实验室检测能力

实验室检测能力应具备: a)提供洞体应变观测仪器灵敏度、分辨力、线性度、漂移量、最大误差、动态范围等指标的检 测; b)提供洞体应变观测仪器传递函数检测,给出传递函数表达式(零、极点序列):

c)提供洞体应变观测仪器比测结。

LY/T 3012-2018 室内空气净化用活性炭7.3.2实验室检测条件

DB/T462012

7. 3. 3比测方法

两台或以上同型号仪器的对比观测方法及要求如下: a)仪器并列地安装在同一洞室内相同仪器墩上,间距不超过100cm,连续记录不少于22d; b)对记录数据进行相关处理,当相关系数大于90%时,一致性好;当相关系数在80%~90%时, 一致性合格;当相关系数小于80%时,应对仪器进行检修。

8. 1 观测仪器布设

8. 1. 1测量基线

洞体应变测量基线布设应符合下列要求: a)测量基线不应跨断层安装; b)测量基线按正北南(地理方位角0°)、正东西(地理方位角90°)二方向互相垂直布设; c)若受洞室条件限制,测量基线的方位可适当放宽要求,但两分量夹角应在60°~120°之间; d)在涧室条件允许时,应布设第三分量观测,第三分量宜与北南、东西分量成45°夹角,使观测 结果可解算平面应变三分量。

8. 1. 2组合观试布设

洞体应变观测与其他形变观测手段组合观测时应符合下列要求: a)观测站宜有倾斜、CPS观测手段,以获得宽频域、多参量的地形变观测信息: b)宜与钻孔应变仪器同地点或近距离(测点间距不大于1km)布设观测,以获取对比观测数据; c)同台或近距离布设时,分量式钻孔应变仪器的观测分量宜与洞体应变仪器的观测分量方位角一 致。

占应设置气压、降水量、气温、洞室温度等辅助

a)洞室温度观测分辨力0.01℃; b)气压观测分辨辩力0.1hPa; c)降水量观测分辨力1mm; d)辅助观测数据采样率宜与主测项一致; e)在江河、湖泊、水库附近进行观测时,宜增加对江河、湖泊、水库水位变化的观测,在沿海观 测时,应收集测点附近验潮站的观测数据; I)当观测站附近有抽(注)水井工作时,应建立抽(注)水记录,有条件时宜记录地下水位变 化量。

洞体应变观测网由一定空间范围内分布的 应变观测站组成,依据其功能和技术要求分为 I级观测网、Ⅱ级观测网。

9.2.1全国观测组网要求

9.2.2断层附近观测

9. 2. 3火山、水库观测组网

火山、天型水库等专用洞体应变观测网的布局要求如下: a)火山、大型水库等专用洞体应变观测站布设,应综合空间范围、变形敏感点等因素; b)设立二个及以上的观测站时,根据监测区域的范围、构造环境等,宜采用对称布设模式。

9.2.4沿海和海潮观测组网

沿海观测网布局要求如下: a)在我国沿海的近海岸布设洞体应变观测站,应选择规避海潮影响大的区域:我国典型地区海潮 影响参见DB/T45一2012附录C中的C.2条; D)沿海观测站应避开狭窄海湾和复杂海底地形附近的地点; c)应布设从沿海至内陆延伸的用于研究海洋潮汐负荷影响的多条应变观测剖面站; d)面测站应选在地质构造简单和地形平坦的地区,避开表面地形复杂和地下构造非各向同性较 强的地区。

洞体应变观测数据包括原始数据和产出数据,观测数据分类方法参见DB/T11.1一2007和DB/T 11. 2一2007。

原始数据包括: a).洞体应变观测仪器直接产出的物埋理量时间序列数据,吐出率宜不低于1次每分; b)气压,洞温等辅助测项产出的时间序列数据,叶出率不低工1次每分。

10.3. 1预处理数据

10. 3.4精度指标

10.3.4.1潮汐因子相对中误差

用时均值进行固体潮调和分析计算,获得的半日潮波M的潮汐因子相对中误差、相位滞后误差 评定应变固体潮观测数据内在精度的效据指标。误差精度计算参见附录H中的H.2条。

10.3.4.2相对噪声水平M

用一年的日均值数据或五口均值数据进行计算并判断观测数据长趋势稳定性内在精度的定量指 方法参见附录H中的H.3条。

10. 3. 5 观测且患

DR/T 46 2012

10. 4. 1时均值计算

括.为时段t内整点0分及前后各30个分钟值

10.4. 2日均值计算

10.4.3五日均值计算

式中: 一年中五日均值的序号,取1,2,…",73;

10.5数据异常变化识别

i0.5. 1基本条件

10.5.1.1正常背景清晰

积累不少于一年时问连续、稳定的洞体应变观测数据;应变固体潮清晰,观测数据精度达到4.2 条:)款规定的指标。

10.5.1.2排除干扰影响

DR/T 46 2012

原始数据应满足10.2条和8.2条的要求,当出现异常时,应结合辅助观测资料排除气压,降小 地下水位等变化影响,核实人为十扰的影响。

10.5.2长固期数据异常

当洞体应变观测序列出现下列情形之一者,可判别为长周期数据异常变化: a)绘制日均值曲线,当出现异常年变、异常偏离大于倍中误差、持续时间不小于三个月的变 化; b)绘制月潮汐因子曲线,当出现异常变化,且偏离值大于几倍中误差时、持续时间不小丁三个月 的变化; c)时均值序列小波分析曲线在周期三个月或更低频带上出现显著、持续的异常变化:变化值大丁 n倍以上中误差。 d)n值的确定可根据序列属性、噪声水平、变化背景等,在[1,3]值域内选取。

10.5.3短期高频变化桌

以分钟采样或更高频率采样的洞体应变观测记录曲线中,出现连续增粗且增粗值人于n倍序列中 误差值、并持续三小时以上变化,可判别其数据出现短期高频变化异常。几值的确定可根据序列属性、 噪声水平、变化背景等,在,[1,3]值域内选取。

10.5.4数据变化识别处理

DB/T46 2012

A.1采样率与仪器颜带的关系

附录A (资料性附录) 仪器采样率的确定

观测数据采样率的选取与观测仪器的频率特性有关。 观测仪器的传递函数是表达输人量与相应输出量之间频率特性的函数,通常也可以用幅频特性与 相频特性曲线来描述。图A.1是典型的二阶低通、测量动态范围80dB的系统的幅频特性与相频特性 曲线。 根据乃奎斯特采样定理,采样率必须大于或等于信号最高频率的2倍。当不能满足这一定理时, 原信号与采样信号重叠将会产生混叠信号。混叠信号周期从2倍采样周期到直流都有可能存在,且幅 度与原信号相同,将没有办法从采样信号恢复原信号波形。对于最大频率为f的测量系统,数据采样 率。满足。>2f的条件就能恢复原信号、如果考虑裕量,需要f=3f,要较好表达信号特征,则f,: 4f 因此实际应用中,应该根据仪器频率特性确定采样率,避免或减少混叠信号的产生

图A.1不同阻尼系数的二阶系统幅频、相频特性图

如果洞体应变仪器使用截止频率为120s的二阶低通滤波器,即频带为120$(0.0083Hz)~DC, 在80dB动态范围的最高频率为1.2s(0.83Hz),按照f=4f.的条件,观测采样率应不低于3Hz:且 在分析过渡带(120s到1.2s)的信号时,要顾及仪器传递函数所反映的频率衰减特性。 采样率为每分钟1次所适应的仪器最高频率为0.004167Hz(240s)(按/=4/条件),即规测题 率范围为240s~DC。如果仪器实际频带范围大于240s~DC,为保证无失真的数据采样,可以采用两 种方法:

a)应按照传递函数所表达的频率特性采用相应的高频采样,采样率的计算方法见A.2条; b)在不需要高频信息时,数据采集器前应采用截止频率为240s(按照f,>2f条件至少120s)的 高阶低通滤波器对数据进行预处理,然后再使用分钟采样

附录B 【资料性附录) 伸缩仪工作原理 洞体应变观测采用伸缩仪测量两点间距离的相对变化。 伸缩仪的基本工作原理是:以线膨胀系数极小的材料作测量基线,基线一端(固定端B)固定安 装在仪器墩上(称为固定墩),另一端(测量端A)与位移传感器一起置于另一个仪器墩上(称为测 量嫩),如图B.1所示。在洞体密封较好、温度变化限制在特定范围的条件下,视基线长度不变。 当地壳岩石发生压缩或拉伸变化,反映为固定墩与测量墩之间距离发生变化时,位移传感器将此 间距变化转换为电信号输出,通过计算可得到地壳表面A、B两点间的相对变化量即水平线应变:

附录C (资料性附录) 应变固体潮理论值计算 对于应变固体潮埋论值,不能采用刚体幽球模型进行计算,只能从真实地球的平均状态出发。根 据固体潮理论,所有物理过程都可以通过日月引潮位来表示,假定地球内部的物理性质具有球对称性, 则在域坐标系(、、A)中地球内部任一点的位移分量为:

附录C (资料性附录) 应变固体潮理论值计算

对于应变固体潮理论值,不能采用刚体跑球模型进行计算,只能从真实地球的平均状态出发 固体潮理论,所有物理过程都可以通过日月引潮位求表示,假定地球内部的物理性质其有球对称 在球坐标系(M、、中地球内部任一点的位移分量为:

C.1)代入式(C.2),可得地表面的应变分量为

武中: 入、4、β、g—观测点的地心经纬度、地球向径和重力加速度。 对于实际应用,引潮力位的级数展开公式一般取至三阶足够,月亮取至三阶位,太阳取至二阶位, 引潮位实际工可以写成:

....... (C. 4) 1R

上述的固体潮理论值封闭公式是基于潮汐观测在正南北和正东西方向进行,实际洞体应变观测中, 带由于条件限制,伸缩仪的安装与正南北、正东西方向相差α方位角,如图C.1所示。任意方位α工 的应变固体潮分量可按应变张量的转轴公式进行计算。 在图C.1,由(,入)坐标系转换成(,n)坐标系的应变分量公式为:

图C.2,由(,入)坐标系转换成(,m)坐标系的应变分量公式为:

图C.2(0.入)坐标系的转换

D. 1. 1 走滑断层

D. 1.1 走滑断层

5.a +Jaing 15xrq + (3元) +J)sina R RS

D.2矩形位错模型地应变计算公式

DR/T 46 2012

E.1主应变及其方向计算

设在某一方向与正半轴成α角的方问上的线应变为8,前应变为,则根据弹性力学中的摩尔 圆定理可按下式进行计算:

DB/T46—2012 解之得:

式(E.4)即为利用上述特定方向的洞体应变固体潮观测值计算 主应变与主应变方向的实用 地壳介质中任意一点处的主应变1、8及其定向角是与坐标系的选择且与角正负号的丝 关的应变不变量,任意两个相互正交方向上的线应变观测值之和亦为该点处的…个不变量,该不 亲于(s.+s,),为该点处的面应变,可利用此性质对主应变计算值进行可靠性检验。

E.1传递函数检测方法

FZ/T 64024-2020 水溶性机织粘合衬E. 1. 1检测原理

附录F 【规范性附录】 洞体应变观测仪器传递函数与灵敏度检测方法

洞体应变观测仪器一伸缩仪的传递函效检测可采用阶跌响应法,即利用位移发生器产生一个合 适大小的阶跃信号模拟仪器所感受到的地面运动,由于阶跃信号是一个连续频谱的宽频带信号,可以 激发伸缩仪的频率响应,通过记录伸缩仪在阶跃信号作用下的响应曲线,拟合计算出仪器的传递菌数。 根据伸缩仪的结构原理,其传递函数可以用二阶传递函数来近似描述。

b)临界阻尼(=1)二阶系统的单位阶跃响应:

c)过阻尼(E>1)二阶系统的单位阶跃响应:

根据仪器的阶跃响应记录数据求取。、专,得到不含增益K的二阶传递函数的表达式;再综 三种情况,给出二阶系统单位阶跃响应曲线。

包括位移发生器、高速数据采集器和整套伸缩仪

E.1.4数据拟合处理

数据拟合处理步骤: a)将数据采集器记录的数据描绘成曲线,目测曲线是否符合阶跃响应的一般规律,如果明显不 符,应找出测试过程中的问题再重新测试: b)对输出记录数据进行归一化处理,得到去掉增益K的单位阶跃响应曲线。归一化处理方法: 把阶跃响应数据的起点当作0、把阶跃响应的稳态值当作1,将所有数据的大小按照相应的比 例进行折算; c)最小二乘法拟合计算。以单位阶跌响应公式计算阶跃响应理论曲线,用该理论曲线对测试记录 数据的单位阶跃响应进行拟合:通过改变理论曲线的和α,值,用最小二乘法求出理论曲线 与记录数据之间的残差。当拟合残差的均方根值达到最小值且该值小于0.001时,即认为该理 论曲线与测试记录数据重合SB/T 10639-2011 蛋与蛋制品分类代码,将此时的、",值代人相应的单位阶跃响应公式,得到仪器的归 一化传递函数表达式; d)判断记录数据曲线的的范围是大于1或小于1; e)如专<1,采用单位阶族响应公式(F.2)和步骤c)的方法对记录数据进行拟合计算: f)如>1,采用单位阶跃响应公式(F.4)和步骤c)的方法对记录数据进行拟合计算; g)如步骤)、f)两项均无法拟合,则可能表明=1,采用单位阶跃响应公式(F.3)和步骤c)

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