DRY-1B型电容分量式钻孔应变仪关键技术与应用

• Published in: 地质力学学报 Vol. 29; no. 3; pp. 313 - 323
• Main Authors: 彭华, 马秀敏, 孙尧, 姜景捷, 郝飞
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081 01.06.2023; 北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081; 自然资源部北京地壳应力应变野外科学观测研究站,北京 100081; 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室,北京 100081%中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081; 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室,北京 100081; 中国地质大学(武汉)地质调查研究院,湖北武汉 430074
• Subjects: 差动电容位移传感器; 电容分量式; capacitive component type; 同震应变响应; 内动力地质灾害监测; coseismic strain response; drilling strain gauge; differential capacitance displacement sensor; internal dynamic geological hazard monitoring; 钻孔应变仪
• ISSN: 1006-6616
• DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.20232902

P315.72+7; 文章简述了DRY-1B型电容分量式钻孔应变仪(简称"钻孔应变仪")的理论基础,攻关了微位移感知、降噪、控温、性能测试、标定等关键技术,并通过了性能测试,标定结果表明:该应变仪达到了高分辨率(≥5×10-11ε)、宽频带(10～100 Hz可选)、大动态范围(≥1×10-3ε)、24位AD记录、低功耗(<3 W)等技术指标,其性能优于同期美国PBO和日本同类钻孔应变仪,是一款国际领先的地壳运动长期观测仪器,基本能够满足地壳长期应变缓慢积累的蠕变运动和短期应变快速变化的地震火山活动等观测需求.2008年以来,通过 20余个地应力台站的应用,该钻孔应变仪记录到大量的地壳形变、断裂活动、同震应变波、应变阶跃、矿压活动等应变信息,并以北长山地应力台站应变监测数据自洽性检验和土耳其地震映震能力分析为例发现:北长山地应力台站电容传感器 1#+3#和 2#+4#元件应变曲线总体平稳,相关系数R2 达到 0.95;1#-3#和 2#-4#元件的差应变年变化速率为 10-8 量级,反映出长岛地区以剪切应力为主,且处于地震活动相对高的应力环境;利用该应变仪观测到 2023年 2月 6日土耳其M 7.8级和M 7.5级两次地震明显的同震应变响应,尤其是获取了M 7.8级主震面波周期为 50～60 s,呈现出面波异常,理论上可分辨出 100 km范围M 0.74级地震产生的应变波,达到了应用示范效果.该钻孔应变仪在地球动力学研究、内动力地质灾害监测等领域具有较好的推广价值和应用前景.