微震监测技术原理及在水电工程中的应用.pdf

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微震监测技术原理及在水电工程中的应用

高精度微震监测技术 及在水电工程中的应用前景 盛 虞 北京达汉新柯仪器有限公司 (联系电话:010-6848 3334) 微震和微震监测技术 微震:局部范围内岩石在断裂时以地震波 形式产生的震动。 微震监测技术:利用监测岩体微震活动的 发生、发展、以及通过对微震源的定位和 分析,以判断、评估和预报监测范围内岩 体的稳定性。 微震里氏震级范围 需要高精度微震监测技术 1989 Newcastle 地震5.8级 微震震级活动区域 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 里氏震级 岩体微震震源及监测灵敏度 最小震级, mmin 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 震源尺寸, [m] 65-100 35-64 20-35 12-20 6-12 4-6 2-4 定位精度[m] 100 75 40 20 15 10 5 震源定位 震源 ––– 部分岩体突然发生非弹性变形产生可 记录到的微震波,是形状不确定的部分岩体。 体积:立方米以下级到立方公里级 突然性:厘米/秒 ~ 米/秒 非弹性变形:10-2 ~ 10-4 主要震源参数 (与模型无关) 事件发生时间:t0 空间坐标:x ,y ,z 0 0 0 微震潜能:P (应变) 微震能量:E (应力) P Δ ⋅ P =ΔV ε 或 ε V 微震监测原理简述 3 微震应变或微震潜能,P (m )- 度量震源岩体的非弹性变形。 P = Δε V 或 Δε = P / V 微震应力或能量,E (Nm) E = μ P = μ Δε V = Δσ V 由此得微震应力应变关系 Δσ = E/P Δε 或 Δσ/Δε = E/P P Δ ⋅ P =ΔV ε 或 ε V 能量指数 EI 能量指数 (EI) 定义为一个特定事件的辐射的能 量与区域内平均辐射能量(E)对应于相同地震矩 log (M)的比值。 EI = E/ (M) Log (E)= c + d Log (M)

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