运用多分量的应变固体潮观测结果,可以计算出固体潮的主应变方向、主应力大小数值或剪切应变值,这些参数对研究地震触发、短临信息、断层活动和断层破裂等有重要意义。在以往的研究中,考虑到仪器的套筒内径、套筒外径、围岩等效杨氏模量和泊松比、套筒材料的杨氏模量和泊松比有比较复杂的关系。虽然认识到岩石的各项异性会对观测结果的分析产生一定的影响,但在分析时多采用岩石各向同性介质的本构关系进行研究分析。本文在研究中,采用岩石弹性模量各向异性的应力-应变本构关系,利用引潮力作为加载力源,对分量应变观测资料进行调和分析研究。
砂岩单轴加载实验结果与采用Lekhnitskii理论推出的各向异性本构预测值均得出砂岩弹性模量遵循近似椭圆规律变化。由于地壳中存在大量定向排列的EDA微裂隙,而EDA微裂隙优势排列方向与原地主压应力方向一致,依据台站记录的地震波记录利用S波偏振的方法可以反演该区域的主压应力方向。受引潮力作用,地球的形变及其引起的附加位变化,是能预先准确计算出理论值的物理量,潮汐因子即固体潮观测振幅和理论振幅的比值,与岩石弹性模量负相关,不同方位角的岩石弹性模量不同,其固体潮潮汐波调和分析结果也不同,理论上应变固体潮潮汐因子为一有规律的椭圆。对四分量钻孔应变的观测资料调和分析并进行椭圆拟合,把结果与S波偏振得出主压应力方向进行对比分析,潮汐椭圆的长、短轴方位应分别对应最小、最大主压应变方向。
通过资料分析,徐州分量应变受其附近的水库水位变化的影响较为明显,应变变化和断层方向无关,江宁分量应变在句容ML3.6地震前的变化,具有十分明显的方向性,即平行于断层方向的变化最大,垂直于断层方向的最小。
潮汐椭圆拟合结果与其理论值相反,即潮汐椭圆长、短轴方位分别对应最大、最小主压应变方向。综合其他参考资料分析认为,潮汐因子的各向异性主要受其附近断裂走向的影响,断裂分别对平行和垂直其走向的引潮力有增强和减弱作用,分量应变潮汐因子的大小受台站实际接收的引潮力大小影响较大。由于椭圆潮汐长轴方位和主压应变场方位具有很好的一致性,利用其方位角与主压应变场的对应关系,研究震前主压应力场的变化具有一定的实用意义。