合肥形变台短水准测量点稳定性分析

孙伯乐++孙军++于磊++王哲++周自强

摘 要：本论文利用F检验和t检验等数学方法，验证钢管基岩水准点位的稳定性，同时，检验不稳定点，找出点位变化的原因，为日常观测排除干扰、断层研判以及日后线路维修改造提供详细依据。

关键词：F检验；t检验；稳定性分析

中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0224-01

合肥形变台短水准测量线路位于郯庐断裂带南段，近年测线周围存在施工、挖坑事件，不排除对跨断层测量结果产生干扰，B、6、A点因打入基岩较深稳定性较好，但是其余各点观测数据质量可靠性不高，环境干扰事件前后部分测点高差数据存在不同程度的变化。

1 稳定性检验数学模型

日常短水准观测中存在观测误差，所以无法判断水准点位高差变化是误差所致还是真正的点位变化，因此，我们利用F检验和t检验对点位稳定性进行检验。

1.1 F检验数学模型

F检验可通过每期短水准观测数据平差改正数计算相应的单位权方差和，在2期等精度观测中，计算统计量

（1）

之后，计算2个月观测的综合单位权方差和间隙d的单位权方差，做统计量整体检验：

（2）

（3）

（4）

如果上式成立，认为所有检测点位都是稳定的，反之认为检测点位存在动点。

1.2 t检验数学模型

当式（4）不成立时，检测点位存在动点，利用t检验法进行单点位移的显著性检验。假设2个月观测点稳定，构造统计量

（5）

若上式成立，则接受原假设，该检测点稳定，反之该检测点变化。

2 短水准线路稳定性分析

2.1 测量场地

合肥形变台测线横跨郯庐断裂带的主干断层，池河—西山驿断裂斜穿线路。测线长度为500m，计14站，除两端为钢管基岩标外，中间设有3座钢管过渡标。检测线路D-C在B-A测线南约400m处，长约700m，计16站。

2.2 钢管基岩点稳定性分析

台站自1986年起在不同时间段将日常线路BA和检测线路DC连接成闭合环（B-D-C-A）进行了联测，在综合分析后，选取D点作为参照点，分别给出B、6、A钢管基岩点的高程，并且将其作为待处理点，做平差处理。对平差后的钢管基岩高程进行F检验，=1，取0.05的显著水平，经查表得到

2.3 过渡标点稳定性分析

选取2016年1月、12月两个月数据分别对其除去B、6、A三点后的其余各过渡标点高程进行平差处理。由于过渡标点数据较多，不做罗列，仅按照上述方法给出相关计算结果。对2016年1月份、12月份平差后高程进行F检验，F（0.05，12，24），拒绝原假设，即过度标点中存在动点。利用t检验寻求动点。取0.05的显著水平，t（0.05/2，24）=2.064，得各点的稳定情况.剔除上述所有动点后，再次进行F检验，第一步无显著差异通过，取0.05显著水平，

2.4 不稳定点分析

结合稳定性分析结果，可知观测线路上存在两个下沉区间，一个上升区间，分别为2点、7-10段和11-12段。经过观测人员现场勘查发現，在距2点30米处有较大的人为干扰因素，2016年年中，附近居民利用重型压土机将该处土地整平，并堆放大量矿石，直接造成了2点下降；7-10段埋设在农田附近，土层标较多，土层具有冻胀和融沉特性，12月相较于1月室外平均温度高，气温的变暖引起冻土层发生融沉现象；11、12两点位于水塘埂上，每年12月份降雨较少，且鱼塘会排水捕鱼，由于点位紧邻鱼塘，鱼塘蓄水减少直接影响了11、12两点点位的高程，造成两点位相较于年初1月份抬高。

综上所述，过渡水准点在2个月的观测周期内存在3种形式的竖向移动，一是人为堆埋矿石造成地表下沉，二是冻土层融沉，三是紧邻水准点附近的蓄水池排水释放了荷载，间接抬高点位。如图1所示。

3 结语

（1）论文解决了单凭重复观测无法解决的问题，即通过数学检验方法给出了B-A段中哪些水准点位存在变化，同时，给出了水准点位竖向变化的原因：1）人为堆埋矿石造成地表下沉；2）冻土层融沉现象；3）蓄水池排水释放了荷载，间接抬高了点位。（2）跨断层短水准测量是真实反映断层活动规律的重要途径，钢管基岩标的合理选址和正确埋设是影响数据观测质量的极为重要因素，本研究也充分说明了钢管基岩标点的稳定性。（3）由于跨断层水准线路上缺乏水位等辅助观测，本文无法提供水位变化对短水准点位影响的具体分析。

参考文献

[1]孙军，曹志磊等.合肥地震台历年水准数据整理分析[J].地震地磁观测与研究，2015，（1）：95-99.

[2]郭庆彪，郭广礼等.寒区填充开采地表形变监测数据稳定性分析[J].金属矿山，2015，（4）：220-223.