胡淑芳

（福建省地震局，福建 福州350000）

1 引言

地震預測的實現(xiàn)來源于地震前兆信息的觀測，地殼形變觀測手段是獲得地震前兆的主要途徑之一。隨著城鎮(zhèn)建設，早些年地處偏遠位置的地震臺站，現(xiàn)在已經被城鎮(zhèn)包圍，地形變觀測不斷受到工程建設等方面的影響，如水庫蓄放水、建筑施工（樓房、廠房的建設以及土石方開挖等）和道路施工（道路開挖、路基填挖方）等，這些工程建設引起的干擾從根本上都可歸結為荷載對地形變觀測的影響[1-2]。作為地震預測工作者，當?shù)貧ば巫冇^測出現(xiàn)異常時，就要對其異常屬性給出準確科學的判定，而如何定量計算荷載對形變觀測量的影響值，對我們判斷形變異常是否為地震前兆異常是至關重要的。

2 ANSYS方法介紹

ANSYS有限元法是近似求解一般連續(xù)場問題的數(shù)值方法。近年來，ANSYS在形變觀測受荷載干擾的分析中逐漸開始應用。ANAYS有2種操作方式，一個是直接用菜單進行交互式操作，二是采用命令流的方式。本文采用命令流的方式進行計算。處理流程如下：①建立形變場地的幾何結構，確定其外界條件以及所受外力情況；②給建立的實體模型賦予單元類型及材料屬性等；③進行網格劃分，直接或間接生成有限元網格；④施加邊界條件及載荷并進行計算；⑤輸出并分析結果，如形變場的位移、應力及應變云圖等。

在實際建模過程中，楊氏模量、泊松比以及密度等介質參數(shù)的設置要與研究場地的屬性基本吻合。此外，邊界條件的設定隨意性較大，需根據形變場地的實際情況綜合考量。

3 形變觀測情況

從2014-11開始，漳州洞體應變東西分量數(shù)據曲線畸變，整體呈下降趨勢，其中下降最大幅度為5.6×10-6m，最小幅度為1.25×10-6m，如圖1所示。

圖1 漳州臺/洞體應變觀測東西分量

在異常分析過程中，發(fā)現(xiàn)洞體上方偏南60 m寺廟施工，修筑水泥路，砌長度200～300 m，高度約20 m（五層樓）的擋土墻，修筑銅殿。路基擠壓方向EW向，對洞體EW嚴重影響。因此，須對這一干擾因素進行定量分析。

4 ANSYS實現(xiàn)

基于ANSYS有限元方法，建立盡可能反映漳州洞體周邊真實構造的三維有限元模型，并簡化為彈性問題[3]。設置場地模型尺寸為（1000×800×200）m3，場地介質的楊氏模量E=1.8×1010Pa，泊松比υ=0.25，介質密度ρ=2800 kg/m3。模型的邊界條件設為：寺廟施工堆積的土堆作用在Z軸正向，沿Y軸和Z軸負向施加位移載荷，其他地方自由。單位面積載荷為686000 N，堆積的土堆相當于加載。部分命令流代碼如下：

5 結果分析

寺廟施工堆積的土堆載荷產生的位移場等值線分布如圖2所示。從圖中可以看出，整個土堆場產生的位移場基本呈對稱分布，土堆堆場區(qū)域中心處位移值最大，最大值為21.8×10-6m，但在水平方向和垂直方向迅速衰減。圖2中虛線表示伸縮儀所在位置，寺廟施工對伸縮儀的影響約為2.42×10-6m，與漳州洞體東西分量曲線實際的下降量相當。

圖2 位移場等值線分布圖

因此，初步判斷2014-01—2015-03漳州洞體東西分量曲線持續(xù)下降是由于寺廟施工不斷推擠作用引起的，從2015-04開始，曲線逐漸平穩(wěn)，寺廟施工對此測項的影響結束。漳州臺/洞體應變觀測東西分量曲線圖如圖3所示。

圖3 漳州臺/洞體應變觀測東西分量曲線圖