李章 李本有 严吉 谭笑 刘朝君
DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2011-5042-1376
摘 要：气压干扰是形变观测中常见的影响因素之一，其中体应变受气压干扰显著。该文选取安徽省合肥台、肥东台、黄山台和嘉山台4个台站体应变和钻孔气压观测数据资料进行整理、分析，总結4个台站体应变和钻孔气压之间关系，以及4个台站体应变观测数据差异性的原因，以期为台站人员日常数据处理中排除干扰因素，获得准确的数据资料提供帮助。
关键词：体应变 气压干扰 潮汐因子 相关性分析
中图分类号：P315 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（b）-0233-03
Analysis of Borehole Volume Strain Affected by Air Pressure
LI Zhang1 LI Benyou1 YAN Ji2 TAN Xiao1 LIU Chaojun1
（1.Huangshan Seismic Station of Anhui Province， Huangshan， Anhui Province， 245011 China; 2.Jingxian Seismic Station of Anhui Province， xuancheng， Anhui Province， 242500 China）
Abstract： Atmospheric pressure disturbance is one of the most common factors in observation of deformation precursors， in which the borehole volume strain is significantly affected by atmospheric pressure. In this paper， the observed data of bulk strain and atmospheric pressure at four stations in Hefei， Feidong， Huangshan and Jiashan were selected for sorting and analysis. Summarize borehole volume strain and the relationship between atmospheric pressure， and the reasons for the difference in observed data. It provides help to remove interference factors and obtain accurate data in daily data processing for station personnel.
Key Words： Borehole volume strain; Barometric interference; Tidal factor; Correlation analysis
钻孔体应变观测是地壳应力应变状态及其变化规律的重要研究手段，安徽省经过多年的建设和改造，逐步形成了数字化体应变监测网。目前在网运行的体应变仪器有10余套。通过分析历年的观测资料发现，自然环境（降雨、气压、水位等）的快速变化会导致体应变数据产生畸变，是最常见的干扰因素。该文选取安徽省合肥台、肥东台、黄山台和嘉山台4个台站体应变和钻孔气压观测数据资料进行整理、分析，总结4个台站体应变和钻孔气压之间关系，以及4个台站体应变观测数据差异性的原因。
1 体应变观测概况
国内外的一些专家通过研究发现，大气压的波动会对地壳形变产生一定的影响，约为10-9量级，大多数的形变观测手段都会受此影响。为了避免了人为活动和地表环境变化等干扰，体应变仪器采取地下钻孔埋深方式，一定程度上提升了抗干扰能力。但是对于不同区域，不同台站而言，自然环境、地质条件的差异会形成各种干扰背景，对观测数据产生不同的影响。
合肥台、肥东台、黄山台和嘉山台4个台站分处安徽省中南北地区，测点概况详见表1。
2 体应变受气压影响
大气压的变化会在钻孔的垂直方向产生影响，岩体的侧向围压会在钻孔的水平方向产生影响，根据弹性力学的相关知识，可以简单地从理论上建立出大气压对体应变的影响模型公式。
ε=b?Pa（1）
公式（1）中：ε为钻孔体应变;b为气压影响系数;?Pa为大气压增量。通过公式的分析可知，简单模型下体应变和气压呈正相关性。
2.1 趋势变化分析
从表1可以看出各台站的钻孔体应变井孔深度均小于100 m，都不同程度地受气压变化的影响，当气压长周期缓慢变化时，体应变固体潮波形受影响程度较小，但会对数据形态的长期趋势走向产生影响;当气压短周期强烈变化时，体应变波动振幅较大，往往会使数据曲线发生明显畸变。图1至图4为各台站体应变与气压的分钟值曲线。
2.2 相关性分析
在体应变仪器安装过程以及后期岩层受力形变时，出现仪器探头与钻孔耦合不好体应变就会受气压影响较大。合肥台岩性为红砂岩，质地偏软;肥东台岩性较为破碎，仪器探头所在岩层裂隙较为发育;黄山台岩性有少量裂隙; 嘉山台为软弱岩层凹凸棒石，而且有部分水泥砂浆位于探头和岩层中间。图5至图8为各台气压与体应变日均值之间相关性分析，通过图可以发现，4个台站体应变与气压之间相关性较好，合肥、黄山、嘉山3个台站，体应变与气压正相关，肥东台体应变与气压表现为负相关。
2.3 潮汐因子
选取各台近几年的数据资料，由于M2波的特点，在计算误差、稳定性等方面的优势，通过提取其潮汐因子进行分析，结合相关分析与调和分析方法，对4个台站体应变观测数据进行分析。
3 结语
该文通过对合肥台等4个台站的体应变观测资料进行整理、分析，总结出了体应变受气压影响的变化特征，结果表明：体应变与气压的相关性最好的属合肥台和肥东台，通过计算得出相关系数在0.75以上，紧接着是黄山台，最后是嘉山台;气压短期波动变化往往会引起体应变固体潮发生畸变，4台站体应变均能响应短时气压干扰变化且时间上较为同步，除肥东台外，其他3个台站体应变与气压在形态上较为一致。
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