胡淑芳

（福建省地震局，福建 福州350000）

1 引言

地震预测的实现来源于地震前兆信息的观测，地壳形变观测手段是获得地震前兆的主要途径之一。随着城镇建设，早些年地处偏远位置的地震台站，现在已经被城镇包围，地形变观测不断受到工程建设等方面的影响，如水库蓄放水、建筑施工（楼房、厂房的建设以及土石方开挖等）和道路施工（道路开挖、路基填挖方）等，这些工程建设引起的干扰从根本上都可归结为荷载对地形变观测的影响[1-2]。作为地震预测工作者，当地壳形变观测出现异常时，就要对其异常属性给出准确科学的判定，而如何定量计算荷载对形变观测量的影响值，对我们判断形变异常是否为地震前兆异常是至关重要的。

2 ANSYS方法介绍

ANSYS有限元法是近似求解一般连续场问题的数值方法。近年来，ANSYS在形变观测受荷载干扰的分析中逐渐开始应用。ANAYS有2种操作方式，一个是直接用菜单进行交互式操作，二是采用命令流的方式。本文采用命令流的方式进行计算。处理流程如下：①建立形变场地的几何结构，确定其外界条件以及所受外力情况；②给建立的实体模型赋予单元类型及材料属性等；③进行网格划分，直接或间接生成有限元网格；④施加边界条件及载荷并进行计算；⑤输出并分析结果，如形变场的位移、应力及应变云图等。

在实际建模过程中，杨氏模量、泊松比以及密度等介质参数的设置要与研究场地的属性基本吻合。此外，边界条件的设定随意性较大，需根据形变场地的实际情况综合考量。

3 形变观测情况

从2014-11开始，漳州洞体应变东西分量数据曲线畸变，整体呈下降趋势，其中下降最大幅度为5.6×10-6m，最小幅度为1.25×10-6m，如图1所示。

图1 漳州台/洞体应变观测东西分量

在异常分析过程中，发现洞体上方偏南60 m寺庙施工，修筑水泥路，砌长度200～300 m，高度约20 m（五层楼）的挡土墙，修筑铜殿。路基挤压方向EW向，对洞体EW严重影响。因此，须对这一干扰因素进行定量分析。

4 ANSYS实现

基于ANSYS有限元方法，建立尽可能反映漳州洞体周边真实构造的三维有限元模型，并简化为弹性问题[3]。设置场地模型尺寸为（1000×800×200）m3，场地介质的杨氏模量E=1.8×1010Pa，泊松比υ=0.25，介质密度ρ=2800 kg/m3。模型的边界条件设为：寺庙施工堆积的土堆作用在Z轴正向，沿Y轴和Z轴负向施加位移载荷，其他地方自由。单位面积载荷为686000 N，堆积的土堆相当于加载。部分命令流代码如下：

5 结果分析

寺庙施工堆积的土堆载荷产生的位移场等值线分布如图2所示。从图中可以看出，整个土堆场产生的位移场基本呈对称分布，土堆堆场区域中心处位移值最大，最大值为21.8×10-6m，但在水平方向和垂直方向迅速衰减。图2中虚线表示伸缩仪所在位置，寺庙施工对伸缩仪的影响约为2.42×10-6m，与漳州洞体东西分量曲线实际的下降量相当。

图2 位移场等值线分布图

因此，初步判断2014-01—2015-03漳州洞体东西分量曲线持续下降是由于寺庙施工不断推挤作用引起的，从2015-04开始，曲线逐渐平稳，寺庙施工对此测项的影响结束。漳州台/洞体应变观测东西分量曲线图如图3所示。

图3 漳州台/洞体应变观测东西分量曲线图