Analysis of the Abnormal Variation Factors of the Borehole Volumetric Strain at Qingdao Seismic Station
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摘要: 分时段研究降雨、钻孔水位、工程施工等因素对青岛地震台体应变的影响，研究结果表明：钻孔水位反映区域地下水主要由降雨补给，降雨下渗改变地下水状态，并影响体应变观测；青岛体应变与钻孔水位的相关性及其周期特性均在2015年前后出现变化，可能与2015—2016年降雨偏少及工程施工有关；2018年1月17日台站钻孔施工很可能改变了体应变周围岩石孔隙环境，并扩大孔隙压力作用系数，可解释2018年3月以来水位小幅上升引起的体应变显著压性上升现象，受钻孔施工的影响，体应变与钻孔水位相关性的滞后特征明显减弱。Abstract: This paper studied the influence of factors such as rainfall, borehole water level, engineering construction on the borehole volumetric strain at Qingdao seismic station. The results show that the groundwater level at Qingdao seismic station reflected by borehole water level is mainly recharged by rainfall, and the rainfall infiltration affects the volumetric strain observation by changing the groundwater state. The correlation between the volumetric strain and borehole water level, as well as the periodic characteristics have changed around 2015, which might be related to the lack of rainfall and engineering construction from 2015 to 2016. The drilling construction at Qingdao seismic station on January 17, 2018 changed the pore environment of rocks around the volumetric strain, and expanded the action coefficient of pore pressure, which can explain the phenomenon of significant increase of the volumetric strain due to the slight rise of water level since March, 2018. Under the influence of drilling construction, the hysteretic characteristic of the correlation between the volumetric strain and borehole water level is obviously weakened.
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Key words:
- Qingdao volumetric strain /
- Borehole water level /
- Rainfall /
- Engineering construction /
- Pore pressure
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图 1 青岛地震台周围地区断裂分布及地震活动
注:右上方插图表示左侧大图在华北地区的位置, 其中蓝色矩形框为左侧大图所指区域, 黑色三角形表示青岛地震台位置；填色圆圈为2007年以来的地震分布, 圆圈大小表示震级(参考图中下侧图例), 填充颜色表示发震时刻(参考图中右侧图例)；黑色实线为断裂分布(晁洪太等, 1997)；F1为即墨断裂；F2为沧口断裂；F3为劈石口断裂；F4为王哥庄断裂
Figure 1. Fault distribution and seismic activity around Qingdao seismic station
图 2 青岛体应变(去除二次多项式趋势项)及钻孔水位观测
Figure 2. Qingdao volumetric strain (detrend the term of quadratic polynomial) and borehole water level observation
图 3 降雨对青岛体应变及水位的影响
Figure 3. Influence of rainfall on Qingdao volumetric strain and water level
图 4 钻孔施工前后青岛体应变及钻孔水位、降雨观测
Figure 4. Qingdao volumetric strain and borehole water level, rainfall observation before and after drilling
图 5 青岛体应变(去除一次趋势项)及钻孔水位观测
Figure 5. Qingdao volumetric strain (detrend the one degree term) and borehole water level observation
图 6 2009-01-01—2015-01-01青岛体应变与钻孔水位相关性分析
Figure 6. Correlation analysis of Qingdao volumetric strain and borehole water level from January 1, 2009 to January 1, 2015
图 7 2015-01-02—2018-01-17青岛体应变与钻孔水位相关性分析
Figure 7. Correlation analysis of Qingdao volumetric strain and borehole water level from January 2, 2015 to January 17, 2018
图 8 2018-01-18—2018-04-25青岛体应变与钻孔水位相关性分析
Figure 8. Correlation analysis of Qingdao volumetric strain and borehole water level from January 18, 2018 to April 25, 2018
图 9 青岛体应变及钻孔水位的周期特性
Figure 9. Periodic characteristics of Qingdao volumetric strain and borehole water level
表 1 青岛体应变钻孔地层分布
Table 1. Distribution of strata in Qingdao volumetric strain borehole
层号 层底深度/m 地层描述 1 12.0 强中风化花岗岩, 岩石松软破碎, 矿物成分以石英、长石为主, 岩石结构清楚 2 26.2 硅化石英正长岩, 坚硬破碎, 矿物成分以石英为主 3 34.8 微风化花岗岩, 节理裂隙发育, 较破碎, 矿物成分以石英、长石为主 4 41.7 硅化石英正长岩, 坚硬, 破碎, 矿物成分以石英为主, 接触带有糜棱岩化 5 51.9 微风化花岗岩, 节理裂隙发育, 较破碎, 矿物成分以石英、长石为主 6 56.8 微风化花岗岩, 节理少, 较完整, 矿物成分以石英、长石为主 7 66.2 微风化花岗岩, 硅化石英正长岩, 坚硬, 较破碎, 矿物成分以石英为主 
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表 2 青岛体应变去除趋势后与钻孔水位的相关系数
Table 2. Correlation coefficients between the detrended Qingdao volumetric strain and borehole water level
多项式阶数 2009年1月1日至2018年4月25日(样本数3394) 2015年1月1日至2018年4月25日(样本数1210) 相关系数 T检验显著性/% 相关系数 T检验显著性/% 1 0.12 100.0 0.35 100.0 2 0.43 100.0 0.07 98.5 3 0.27 100.0 0.33 100.0 4 0.20 100.0 0.29 100.0 5 0.20 100.0 0.29 100.0
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表 3 青岛体应变与钻孔水位滞后相关性
Table 3. Lag correlation between Qingdao volumetric strain and borehole water level
序号 时间段 相关系数 样本数 滞后特征 最优相关系数 1 2009-01-01—2015-01-01 -0.09 2191 不显著 — 2 2015-01-02—2018-01-17 0.57 1112 显著(105d) 0.76 3 2018-01-18—2018-04-25 0.89 97 不显著 —
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晁洪太, 王锜, 李家灵等, 1997.山东省地震构造图、山东省新构造图及其说明书.济南:山东省地图出版社. 高福旺, 李丽, 牛安福等, 2004.对体应变干扰因素的识别及排除.地震, 24(B10):90-97. http://www.cqvip.com/QK/92280X/2004B10/10522820.html 李光科, 陈凯, 巩浩波, 2015.重庆库区钻孔应变与水位相关性分析.地震地磁观测与研究, 36(5):51-58. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzdcgcyyj201505011 卢双苓, 郝军丽, 王帅合等, 2012.泰安台钻孔应变观测干扰的识别.内陆地震, 26(3):263-272. doi: 10.3969/j.issn.1001-8956.2012.03.010 栾光忠, 赵淑娟, 王庆帅等, 2009.青岛劈石口断裂的构造特征和现代活动性研究.中国海洋大学学报(自然科学版), 39(2):299-303. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=qdhydxxb200902019 马震, 杜娟, 马玉虎, 2011.青海省钻孔应变资料典型干扰特征分析.高原地震, 23(1):53-58. doi: 10.3969/j.issn.1005-586X.2011.01.012 潘元生, 侯海锋, 万连初等, 2004.2003年6月青岛崂山4级震群序列初步分析.内陆地震, 18(1):77-83. doi: 10.3969/j.issn.1001-8956.2004.01.010 佘成学, 崔旋, 2010.高孔隙水压力对岩石蠕变特性的影响.岩石力学与工程学报, 29(8):1603-1609. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yslxygcxb201008012 苏恺之, 2006.青岛地震台TJ-2型体积式应变仪安装报告. 苏恺之, 李秀环, 张钧等, 2003.TJ-2型体应变仪的研制.地壳构造与地壳应力文集. 苏恺之, 张钧, 李秀环等, 2005.钻孔环境在钻孔地形变观测中的作用.地震地磁观测与研究, 26(6):46-55. doi: 10.3969/j.issn.1003-3246.2005.06.008 王达, 何远信, 2014.地质钻探手册.长沙:中南大学出版社. 王红霞, 郭玉贵, 2005.青岛马山-王哥庄断裂带构造活动性分析.地球物理学进展, 20(3):630-634. doi: 10.3969/j.issn.1004-2903.2005.03.008 吴帅, 刘慧云, 赵岩等, 2015.青岛地铁M2号线最新进展燕儿岛路车站具备掘进条件.(2015-05-30). http://house.qingdaonews.com/content/2015-05/30/content_11084018.htm. 曾佐勋, 樊光明, 2013.构造地质学(第三版).北京:中国地质大学出版社. 张继红, 赵国泽, 王晋生等, 2010.2008年汶川Ms8.0地震与青岛台地电阻率异常变化的关系.地震地质, 32(3):409-416. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2010.03.007 中国地震局监测预报司, 2008.地形变测量.北京:地震出版社. -
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