客观地讲，中国缺乏科学传统，对现代科学的贡献乏善可陈。但是，在钻孔地应力－应变变化观测领域，中国曾经是开创者。

近年来，国外钻孔应变观测发展迅速。例如，他们在一个钻孔中进行多种观测（应变、倾斜、测震等）的技术，是我们不曾尝试、需要迎头赶上的。又如，他们的钻孔观测深度已经在海底达到千米以下，也是我们望尘莫及的。还有，他们的仪器研制已经有完备的实验基地，更是我们梦寐以求的。

但是，我们的钻孔应变观测也有亮点，光芒四射，照耀世界。这就是四分量钻孔应变观测。这种设计堪称美妙，必将引领潮流，前途无限。

回顾历史，当苏恺之1977年提出四分量应力观测的简明自检方法（S1＋S3＝S2＋S4）的时候，那是世界第一。当欧阳祖熙等同年研制出使用电容传感器的、四分量钻孔应力仪的时候，那也是世界第一。当我们2004年通过分析昌平台的四分量钻孔应变仪的观测数据，说明其大体满足自检要求、并提出校正方法的时候，那同样是世界第一。

“十五”期间，中国地震局在全国范围安装了四十套池顺良研制的YRY型四分量钻孔应变仪。经过两年的运行，大部分观测点工作稳定，在自检方面取得突破性的进步，S1＋S3与S2＋S4的相关系数甚至超过0.99，基本达到理想要求。这更是世界第一。

用四分量应变仪来观测地应变有什么意义呢？

钻孔地应变（应力）仪观测的是平面应力状态的变化。根据弹性力学，平面应力状态可用三个互相独立的量完全描述。也就是说，用三分量应变仪进行观测就能完全说明实际地应变变化。四分量钻孔应变仪多一个分量，可以自行检验观测的正确性。

钻孔应变观测要将探头放置在钻孔中至少数十米以下，其环境条件与实验室不同。究竟各分量元件（传感器）在钻孔中观测灵敏度如何，目前无法进行准确的标定。这是这种观测的一个主要缺陷。四分量钻孔应变仪的自检功能，为了解各元件的工作状态提供了可靠手段。这就是这种设计的重要性所在。当自检结果良好时，说明井下所有元件的灵敏度与实验室结果基本一致。这虽然不能说明元件灵敏度的大小，但是已经可以说明观测数据的性质是应力（应变），而不是其它什么东西。

中国“十五”期间安装的大量YRY型钻孔应变仪的自检结果良好，使我们的数据分析有了坚实的基础。我们发现的汶川地震前的异常变化，也因此显得非常可靠。

地震学界公认地应力变化是地震发生的原因。这说明了观测地应力变化有多么重要，也说明了对这种观测的正确性的检验有多么重要。

 

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自邱泽华科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-39301-285348.html

上一篇：关于钻孔应力观测的另一桩公案
下一篇：我们应该能预报大地震