地震观测技术PDF电子书下载

第一部分 测震分析 1

第一章 弹性形变、振动和波基础知识简介 1

1.1 弹性形变 1

1.1.1 虎克定律 1

第一篇 测震观测技术 1

1.1.2 切应变 2

1.1.3 体积应变 3

1.1.4 泊松比 3

7.1 汞测量方法的原理 4

1.1.5 弹性系数之间的关系 4

1.2 振动 4

1.2.1 振动的概念 4

1.2.2 振动的衰减 5

1.2.3 振动的叠加 7

6.2 测定远震的震级 8

1.2.4 简谐振动 9

1.3.1 波的概念 14

1.3.2 波的形成及类型 14

1.3 波动 14

1.3.3 波动方程式与波速 15

1.3.4 惠更斯原理 18

1.3.5 波的反射、折射和绕射 19

1.3.6 介质对波动能量的吸收 24

第二章 地震波基础 26

2.1 地震波 26

2.1.1 地震波简介 26

2.1.2 体波 26

2.1.3 面波 27

2.1.4 导波 29

2.1.5 面波的群速度 35

2.2 界面对地震波的影响 37

2.2.1 地震波在固定界面上的反射和折射 37

2.2.2 地震波在地表的反射 40

第三章 地震波的运动学特性 45

3.1 近地震波的种类及时距方程 45

3.1.1 单层地壳近地震波时距方程 45

7.2.2 仪器的调试 46

3.1.2 单层模型近地震波时距曲线 50

3.2.1 地震射线方程 51

3.2 远地震波的运动学特性 51

3.2.3 地球内部内部的速度间断层对地震波射线和时距曲线的影响 55

3.2.2 时距曲线参数方程 55

第四章 识别震相的方法和震相特征 57

4.1 波的共同特征 57

4.2 各类地震波图简介 58

4.2.1 地方震波 59

4.2.2 近地震波 61

4.2.3 远地震波 69

4.2.4 深地震波 79

4.3 爆炸波和机械振动波 82

4.3.1 脉动 82

4.3.2 车辆振动 82

4.3.3 大风干扰或雷电效应 83

4.3.4 爆炸波 83

4.4 识别震相的方法 89

4.4.1 单台判别震相的方法 89

4.4.2 判别震相举例 90

4.5 测量震相特征数据和汇编地震观测报告 93

4.5.1 测定震相的运动学和动力学数据 93

4.5.2 汇编地震观测报告 94

5.1 测定近震的发震时刻 95

第五章 测定近震基本参数的方法 95

5.2 测定近震的震源位置 96

5.2.1 用波的位移测定震中位置 97

5.2.2 单台测定近震的震源深度 97

5.3 测定近震的震级 102

第六章 测定远震基本参数的方法 105

6.1 测定远震的震源位置 105

6.1.1 用波的位移测定震中位置 105

6.1.2 单台测定远震的震源深度 107

6.2.1 用面波测定震级M3 109

6.2.2 用体波测定震级m 111

6.2.3 烈度、震级、能量之间的关系 112

1.1 基本概念 118

第一章 地震仪器的基本概念 118

第二部分 测震仪器 118

1.2 地震仪的一般概念 121

1.3 地震仪器中涉及的几个基本参数 122

第二章 地震台上常用的几种地震仪的结构、安装和使用 126

2.1 地震仪的发展过程 126

2.2 DD-1 地震仪 129

2.3 基式地震仪 134

2.4 其它几种地震仪简介 137

2.5 地震仪器安装、架设和使用的几个问题 138

3.1 DD-1、DD-2短周期笔绘墨水记录微震仪的标定方法 142

第三章 地震仪器常数测定方法 142

3.2 短周期笔绘烟记录微震仪的标定方法 147

3.3 短周期电流计光记录微震仪的标定方法 150

3.4 基式中长周期电流计光记录地震仪的标定方法 158

3.5 DK-1中长周期笔绘墨水记录地震仪的标定方法 166

3.6 常数测定的一些要求与规定 170

第四章 台站日常管理 173

4.1 时间服务 173

4.2 脉冲监视 175

4.3 记录图纸的更换与冲洗 176

4.4 记录图纸的印章加盖和标注 178

附录：测震观测技术复习大纲 181

第二篇 地震电磁观测技术 182

第一部分 地震地电学观测技术 182

前言 182

第一章 岩石电学性质的基本知识 183

1.1 岩石的导电性 183

1.1.1 岩石和矿物的导电性概念 183

1.1.2 岩石电阻率ρ与岩石成份的关系 183

1.1.3 岩石ρ与岩石结构的关系 184

1.1.4 岩石ρ与岩石湿度的关系 185

1.1.5 岩石ρ与岩石温度的关系 187

1.1.6 岩石ρ与压力的关系 188

1.2 岩石的介电性 192

1.4.2 岩石的震电效应 194

1.4.1 岩石的压电效应 194

1.4 岩石的其他电性 194

1.3 岩石的人工激化 194

2.1 地中稳定电流场的性质 196

2.1.1 地中稳定电流场的性质 196

2.1.2 一个点电源的地中电流场 196

第二章 地电阻率法的观测技术 196

2.1.3 地表两个异性电流源的地中电流场 198

2.1.4 偶极电流源的地中电流场 198

2.1.5 均匀大地电阻率的测定 198

2.1.6 视电阻率的概念 200

2.2 地电率法的测量原理 200

2.2.1 四极法 201

2.2.2 偶极法 201

2.2.3 电测深法 201

2.3 四极法探测深度和探测范围 203

2.3.1 探测深度 203

2.4.1 台网条件 204

2.4 地电阻率法台址条件与台址选择 204

2.3.2 探测范围 204

2.4.2 台址条件 205

2.4.3 台址选择步骤 207

2.5.2 测线方向的确定 208

2.5.1 观测系统 208

2.5 地电阻率观测系统的设置及观测室的建立 208

2.5.3 极距的选择 209

2.5.4 电极的处理 209

2.6.1 极化干扰 211

2.6 地电阻率法测量中的干扰及误差来源 211

2.5.6 观测室的建设 211

2.5.5 线路的敷设 211

2.6.3 其他干扰 212

2.6.2 风扰与磁扰 212

2.6.4 观测系统漏电的干扰 213

2.6.5 观测环境变化的干扰 215

2.6.6 测量仪器性能变化引起的误差 215

2.6.7 人工读数引起的观测误差 216

2.6.8 供电电流强度变化引起的误差 216

3.1 自然电场法的观测技术 217

3.1.1 过滤电场 217

第三章 地震地电学其它方法的观测技术 217

3.1.2 扩散—吸附电场 218

3.1.3 电化学电位 219

3.1.4 奈斯特电位 219

3.1.5 岩石自然电场与压力的关系 219

3.2 大地电场法的观测技术 221

3.2.1 大地电场的分类 221

3.2.2 大地电场日变化 221

3.2.4 大地电场的测量方法和技术 222

3.2.3 大地电场的台网和台址条件 222

3.3.1 大地电磁场的特点 223

3.3 大地电磁测深法的观测技术 223

4.3.2 电原理简介 223

3.3.2 大地电磁测深法的原理和技术 224

3.4 电磁辐射(电磁波)的观测技术 225

3.4.1 电磁辐射的实验结果 225

3.4.2 电磁辐射的测量方法和技术 226

3.5 大气电场法的观测技术 227

3.5.1 大气电场法的台址条件 228

3.5.2 大气电场法的观测仪器 228

4.1 ρs法对测量仪器的基本要求 229

第四章 地电阻率法测量仪器简介及安装 229

4.2 DDC-2B型电子自动补偿仪 230

4.2.1 主要技术特性 230

4.2.2 工作原理 230

4.2.3 仪器标定 232

4.3 ZD8地电仪 233

4.3.1 主要技术性能 233

4.3.3 仪器的安装 236

4.3.4 仪器的精度检查和标定 236

4.4.1 主要技术之特性 237

4.4.2 系统的构成 237

4.4 C-ATS自动测量系统 237

4.3.5 仪器的维护 237

4.4.3 系统的安装 239

4.4.4 系统的操作 240

第五章 地电台日常工作及资料处理 241

5.1.1 指针式仪器 241

5.1.2 自动化测量仪器 241

5.2 外线路绝缘程度检查 241

5.3 地电资料处理 241

5.1 观测工作 241

5.3.1 地电资料的基本质 242

5.3.2 准确度、精确度和误差 242

5.3.3 地电阻率数据的处理方法 242

5.3.4 数据的图形处理方法 243

5.3.5 数据的回归和相关分析 246

5.4 地电资料的报送、交换与归档 247

附录：地震地电学观测技术复习纲要 249

1.1.1 地磁场的概念 251

第二部分 地磁学观测技术 251

1.1 地球基本磁场 251

第一章 地磁基本知识 251

1.1.2 地球基本磁场 252

1.1.3 地磁三要素 254

1.2 地球的变化磁场 255

1.2.1 变化地磁场的分类 255

1.2.2 平静变化 256

1.2.3 干扰变化 256

1.2.4 磁静日磁扰日磁情指数K 258

2.1.1 日常工作概述 260

2.1.2 地磁要素的测量 260

第二章 地磁台的日常工作 260

2.1 日常工作内容 260

2.2 磁照图 261

2.2.1 磁照图的认识 261

2.2.2 基线值 262

2.3 磁变化的标度值及测定 262

2.3.1 H磁变化标度值 262

2.3.2 Z磁变仪标度值 263

2.3.3 D磁变仪标度值 263

2.3.5 标度值的测定 264

2.3.4 标度值线圈常数 264

第三章 地磁台常用仪器和设备 266

3.1 绝对磁测仪器 266

3.1.1 偏角磁力仪 266

3.1.2 水平强度扭力磁力仪 268

3.1.3 质子旋进磁力仪 269

3.1.4 质子旋进式分量磁力仪 272

3.2 相对磁测仪器 275

3.2.1 偏角磁变仪与水平强度 276

3.2.2 垂直磁变仪与垂直磁秤 276

3.2.3 磁变仪的温度补偿 277

3.3 磁变仪的安装与调整 279

3.3.1 磁变仪的布置 279

3.3.2 磁系定向 280

3.3.3 仪器安装步骤 281

3.4 常见故障及排除方法 284

附录：地磁学观测技术复习大纲 287

第三篇 地震形变观测技术 289

前言 289

1.1 引力、离心力和重力 290

第一章 地球重力场 290

1.2 引力位、离心力位及重力位 292

1.3 重力位水准面 293

1.4 地球正常重力公式 294

1.5 正常重力的垂直梯度和水平梯度 295

1.6 重力异常与重力校正 296

1.7 重力测量方法 297

2.2 固体潮原理 302

2.1 固体潮汐现象 302

第二章 固体潮汐 302

2.3 起潮力位及其展开式 305

2.4 固体潮理论值及其计算 310

2.5 弹性地球潮汐和固体潮观测结果的几何法检验 313

第三章 台站重力观测 315

3.1 概况 315

3.2 GS型重力仪测量原理 315

3.3 台站 317

3.5 重力仪的检验与调整 319

3.6 重力仪记录设备的常数测定 321

3.7 重力仪记录与辅助观测 324

3.8 重力观测成果的计算与整理 326

3.9 重力观测成果的检查验收与技术总结 326

第四章 地倾斜观测 328

4.1 概述 328

4.2.1 地倾斜观测台站应满足的条件 329

4.2.2 倾斜仪观测室条件 329

4.3 水平摆倾斜仪 329

4.3.1 水平摆倾斜仪基本原理 329

4.2 地倾斜观测台站 329

4.3.2 水平摆的几种结构 330

4.3.3 水平摆的静平衡方程 331

4.3.4 水平摆的运动方程 332

4.3.5 水平摆的灵敏度 332

4.3.6 水平摆的格值 332

4.3.7 水平摆倾斜仪的标定 333

4.3.8 影响水平摆仪器性能的因数 335

4.3.9 水平摆倾斜仪的主要配件 336

4.3.10 水平摆倾斜仪的安装准备 336

4.3.11 水平摆倾斜仪的摆杆方位角测定 336

4.3.12 水平摆倾斜仪的安装与调试 337

4.3.13 水平摆倾斜仪的日常观测 339

4.3.14 水平摆倾斜仪的格值标定 340

4.3.15 观测资料的整理与报送 341

4.4.1 工作原理及基本公式 342

4.4 目视水管倾斜仪 342

4.4.2 仪器主要部件 343

4.4.3 仪器安装 343

4.4.4 日常观测和仪器维护 344

4.5.2 仪器及配件 345

4.5.3 仪器安装及注意事项 345

4.5.1 工作原理及基本公式 345

4.5 FSQ型自记水管倾斜仪 345

4.4.5 资料整理与报送 345

4.5.4 电子灵敏度的调试 346

4.5.5 格值标定 347

4.5.6 日常观测 347

4.5.7 记录图纸及数据处理 348

第五章 洞体应变观测 350

5.1 概述 350

5.1.1 地应变连续观测的任务 350

5.1.2 地应变连续观测台站的要求 350

5.1.3 地应变连续观测与记录 350

5.2 地应变连续观测台站的选择 351

5.2.2 地应变台站的建台要求 351

5.2.1 地应变台站的选址要求 351

5.2.3 地应变仪器工作室条件 352

5.3 地应变日常观测与维护 352

5.3.1 日常观测 352

5.3.3 仪器的标定 353

5.3.2 仪器的维护管理 353

5.4 台站观测数据处理 354

5.4.1 台站数据处理的规定 354

5.4.2 台站观测数据的计算和整理 354

5.4.3 磁带资料的调用和整理 354

5.5 石英水平伸缩仪 354

5.5.1 工作原理和基本公式 354

5.5.3 仪器主体的安装及注意事项 355

5.5.2 仪器及配件 355

5.5.4 电子部分的工作原理与检查调试 356

5.5.5 仪器的整机调试与标定 358

第六章 钻孔应变台站观测 361

6.1 概述 361

6.2 钻孔应变观测的意义 361

6.2.1 钻孔应变观测对地震预测预报的意义 361

6.2.2 钻孔应变观测在工程上的应用意义 361

6.3 钻孔应变测量的原理 361

6.3.1 钻孔应变测量的力学原理 361

6.3.2 钻孔应变测量的电学原理 363

6.4 钻孔应变测量仪器 364

6.4.1 压磁应力仪 366

6.4.2 体积式应变仪 366

6.4.3 RZB型压容钻孔应变仪 369

6.5 钻孔应变测量仪器的使用与操作 369

6.5.1 压磁应力仪的使用与操作 370

6.5.2 TJ型体积式应变仪的操作与使用 372

6.5.3 RZB型多道压容应变仪的操作使用 373

6.6 钻孔应变仪的标定与日常观测 374

6.6.1 标定 374

6.6.2 钻孔应变观测中的具体问题 375

6.7 基础知识 375

6.7.1 力学基础知识 375

6.7.2 电学基础知识 377

附录：地震形变观测技术复习大纲 380

第四篇 地下流体观测技术 385

1.1 地下流体研究的简史和现状 385

第一章 地震流体观测预报及研究概述 385

1.2.1 地震地下流体研究的内容 388

1.2 地震地下流体研究的内容和方法 388

1.2.2 地震地下流体研究的方法 389

第二章 地下水和地下水的物理化学性质及化学成份 391

2.1 岩石中地下水的存在形式 391

2.1.1 岩石空隙 391

2.1.2 水的存在形式 392

2.1.3 岩石的水理性质 393

2.2 岩石中不同类型的地下水 394

2.2.1 不同埋藏条件下的地下水 394

2.2.2 不同成因空隙内的水 396

2.2.3 泉水的类型 399

2.3.1 常量离子组分 400

2.3 地下水的化学成份 400

2.3.2 微量离子组分 404

2.3.3 主要气体组分 405

2.3.4 放射性元素氡 407

2.4.1 总矿化度 408

2.4.2 导电性 408

2.4.3 PH值 408

2.4.4 Eh值 409

2.4.5 化学成分表示式 409

3.1.2 井孔的特征 411

3.1.1 井网建设过程 411

3.1 地下水动态观测网的建设概况 411

第三章 水动态观测 411

3.1.3 井孔的分布和井网的基本特征 412

3.2 地震地下水动态观测的内容和观测仪器 412

3.2.1 观测内容 412

3.2.2 地下水观测仪器的类型 413

3.2.3 SW40、SW40-1、SW20型水位仪介绍 413

3.3 地下水动态的观测 415

3.3.1 观测 415

3.3.2 记录要求 416

3.3.3 资料报？ 416

4.1.2 放射性衰变 417

4.1 放射性基础知识 417

4.1.1 原子、原子核 417

第四章 水氡观测 417

4.1.3 放射性衰变的一般规律 418

4.1.4 放射性防护常识 419

4.2.1 水氡观测原理 421

4.2.2 FD-105和FD-105K静电计 421

4.2 水氡观测的原理及水氡观测仪器 421

4.2.3 FD-125型室内氡钍分析器 422

4.2.4 连续自动测氡仪简介 423

4.3 水氡观测条件的实验结果 423

4.4 水氡观测方法与步骤· 427

4.4.1 水样采取 428

4.4.2 观测室条件 428

4.4.3 仪器安装与调试 429

4.4.4 观测 438

4.4.5 观测结果的整理与报送 439

4.5.1 Rn-150固体氡气标定装置 440

4.5 测氡仪器的标定 440

4.5.3 标定结果及K值确定 443

4.5.4 在标定工作中检查仪器参数 444

第五章 地下水中离子的观测 446

5.1 钠和钾离子的测定 446

5.2 钙和镁离子的测定 447

5.3 碳酸根和重碳酸根离子的测定 448

5.4 氯离子的测定 449

5.5 氟离子的测定 451

5.6 硫酸根离子的测定 452

5.7 亚硝酸根离子的测定 454

5.8 可溶性硅酸的测定 454

5.9 硫化物总量的测定 455

5.10 PH、Eh电导率的测定 457

第六章 水中溶解气的观测 459

6.1 气相色谱仪的原理 459

6.1.1 水中溶解气的观测组分 459

6.1.2 气相色谱仪的原理 459

6.2 气水分离方法 461

6.2.1 气水分离装置 461

6.2.2 气水分离方法 461

6.3.2 数据处理 462

6.3.1 气体的测定 462

6.3 气体的测定 462

第七章 地下水中汞的观测 464

7.2 仪器的安装与调试 465

7.2.1 仪器的安装 465

7.3 水样的采集 468

7.4 水汞的测定程序 469

7.5 仪器标定 470

7.5.1 标定要求 470

7.5.2 仪器标定的步骤 471

7.5.3 饱和汞蒸气标准源(汞瓶)的制作与使用 471

4.5.2 标定操作程序 4442