對四分量鉆孔應(yīng)變觀測數(shù)據(jù)的面應(yīng)變和剪應(yīng)變分析

蘇愷之

(中國地震局地殼應(yīng)力研究所，北京 100096)

0 引言

該文章的核心是要不斷深化對四分量鉆孔應(yīng)變觀測中“四”的理解，逐漸做好做足面應(yīng)變和剪應(yīng)變分析的好文章。具體說來，我們既然有了自認為是很好的硬件(如圖1的四分量鉆孔應(yīng)變儀和它的觀測臺網(wǎng))，那么，在我們的工作指導思想里就該輔助以足夠好的軟件(業(yè)務(wù)觀念的更新)。此為當下和今后全局工作取勝之關(guān)鍵所在！

圖1 四分量應(yīng)變儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外殼示意圖Fig.1 The internal structure and shell diagram of a four-component strainmeter

1 四分量鉆孔應(yīng)變觀測研究簡史

1.1 對四分量鉆孔應(yīng)變觀測的認識歷程

(1) 初始認識。當有了“四分量第一式”，確切說來就是：1號和3號元件讀數(shù)的變化量之和，等于2號元件和4號元件的變化量之和(俗稱“1加3等于2加4”)，就可以用這個式子來表示和得知儀器或者資料的可靠性。在20世紀70年代初期，為了四分量儀器的研究起步，最能得到支持的理由不是上述的式子，而是說：“更何況，當四個元件壞了一個，我們還可以照常得到應(yīng)變場的三個未知數(shù)”[1]。

(2) 進一步認識。在寫文章介紹儀器或資料時，可以很自然地加上一句：四分量的自檢結(jié)果如何，可以有力地說明儀器好、資料可靠；或是年末檢查資料，數(shù)據(jù)入庫時，都可以常規(guī)性地交代一下，符合這個第一式的具體數(shù)字。

(3) 再高些的認識。兩個面應(yīng)變(指面積發(fā)生變化，但物體的形態(tài)沒有變化，這是在靜水圍壓情況下產(chǎn)生的變化特征)的相關(guān)系數(shù)竟可能達到(或經(jīng)格值矯正后提高到)幾個9，表征觀測水平[2-3]。

(4) 目前的認識。兩個面應(yīng)變的相關(guān)系數(shù)在地震前出現(xiàn)震前異常，此新發(fā)現(xiàn)和新的優(yōu)秀觀測資料正將把四分量觀測引入新階段。

1.2 四分量鉆孔應(yīng)變觀測研究

對于四分量鉆孔應(yīng)變觀測的研究，除了“四分量第一式”外，還應(yīng)考慮如何理解四個元件及其四條曲線、四組讀數(shù)。

(1) 四分量的四個元件。其讀數(shù)變化在應(yīng)用中常被分成兩組：單號組和雙號組，四者被分為兩個“派別”。組內(nèi)兩者的變化量相加，得出兩個面應(yīng)變；組內(nèi)兩者的變化量相減，得出兩個剪應(yīng)變(物體的總面積或體積不發(fā)生變化，而形狀發(fā)生變形，例如將一塊橡皮南北方向加壓而東西向拉伸，兩個力的數(shù)值相等而符號相反，此時的應(yīng)變稱為剪應(yīng)變)。文中，“1-3，2-4”兩者的合成是真正彈性力學的剪應(yīng)變。兩條曲線的實用價值也正在被認識。

(2) 觀測曲線。對之前觀測曲線的認識，初級職稱者認為是曲線圓滑、無突跳、有彎彎似固體潮；中級職稱者的認識是“一加三等于二加四”；高級職稱者認為，除了查看1+3、2+4兩條曲線外，還要注意查看1-3、2-4兩條曲線。

一般說來，面應(yīng)變和剪應(yīng)變的變化幅度在平日里不會差別很大，日常要積累其數(shù)值量級的概念；但在異常情況時，也許后兩條相減的曲線更有研究意義?，F(xiàn)已有研究者更看重通過1-3、2-4兩條剪切曲線的分析。

(3) 日常的常規(guī)性繪圖曲線。顯然1+3、2+4、1-3、2-4是四條最核心的曲線，是來自四個元件的原始曲線(基本曲線)。當然，該文絕不排斥用元件的原始曲線作為核心的傳統(tǒng)做法。但在四分量正處于新發(fā)展期的現(xiàn)在，提出此建議，要以新的視角、新的方法來研究附加的地應(yīng)變場隨時間的變化。

四分量再加上面應(yīng)變和剪應(yīng)變，是該文的核心思想。即，單憑一個或幾個元件的原始曲線，直接“看圖識字”般地得到最后結(jié)論，這種研究方法快要“過時”了。下面，以云南玉溪地震臺的部分原始曲線(見圖2)為例進行說明。

圖2 云南玉溪地震臺記錄的應(yīng)變觀測部分原始曲線Fig.2 The original strain observation curve recorded by Yuxi Seismic Station in Yunnan Province

圖2中，云南玉溪黃草壩地震臺距2018年兩次地震的震中距分別為39 km和120 km(孔向陽提供)，震前,單個元件顯示出明顯的異常。由于距離震中較遠，異常圖像呈現(xiàn)緩慢的“彎彎”。對于圖2，傳統(tǒng)的工作模式只是查看各個元件的原始曲線，這時所能做出的判據(jù)較少；而由四分量給出的面應(yīng)變和剪應(yīng)變曲線之后，情況會大有改觀。甚至可以說，四個元件的曲線只能算是“原始曲線”，除非震中恰好和某元件測量方位一致(如圖2那樣)，可以方便地對號入座。這原始曲線多數(shù)情況下的用途是：一旦核心曲線有莫名的突跳、飄移，可以立即從這四條原始曲線查找問題根源。

由上分析可知，在日常觀測中，需要的曲線有：四個元件的原始曲線；1+3、2+4、1-3、2-4，最重要的曲線；兩個面應(yīng)變的相關(guān)系數(shù)(或者是兩個面應(yīng)變之差、相當于殘差曲線，有待實踐)；主應(yīng)變方位角曲線(方位角計算，目前有經(jīng)驗者不多，普及工作缺失)，當然也有人認識到，一旦1-3、2-4兩個曲線分叉，自然是方位角有了變化；水位、氣壓曲線是不可少的輔助項。以上就是12條曲線。能看到，目前我們很缺乏一些實用性很強的小軟件。

(4) 日常工作中需查看的曲線。如何有序查看日常曲線，有時由此也能看到你的思維邏輯，日常的經(jīng)驗，也能檢驗出你的工作水平、能力。當然，如果能掌握井下元件的原理式子，具備應(yīng)變基礎(chǔ)知識，也就可以更深刻理解這里的討論。和從事其他觀測手段相比，鉆孔應(yīng)變資料的分析者需要付出更多努力，學習許多力學、數(shù)學知識，認識到的概念就會距離地震發(fā)生的物理圖像更近一些。

(5) 可以根據(jù)需要，繪出面應(yīng)變和切應(yīng)變視角下的下述某些物理量的曲線。如，水位、氣壓、降雨、潮汐因子、突跳、抖動等的面應(yīng)變、切應(yīng)變曲線。并檢驗一下，是否比用元件的曲線，或主應(yīng)變的反映曲線，效果要好些。若此，研究曲線的數(shù)量可能有所增加，每個研討項目都是從這兩條曲線出發(fā)，使我們的眼界變寬。

1.3 彝良地震的震前異常形態(tài)分析

結(jié)合上述討論，分析一個震例。2012年9月7日11時19分，云南省昭通市彝良縣與貴州省畢節(jié)地區(qū)威寧縣交界發(fā)生M5.7地震，震源深度14 km；12時16分，彝良縣又發(fā)生M5.6地震，震源深度10 km。發(fā)震構(gòu)造均系NE走向的石門斷裂。由圖3彝良地震臺(震中距12 km)記錄的震前應(yīng)變異常曲線(孔向陽提供)可以看出如下信息。

(1) 剪應(yīng)變的變化幅度大于面應(yīng)變幅度(5倍以上)，雙震都是剪切破裂為主，機理一致。

(2) 在地震前十幾天到幾天，兩種應(yīng)變各有小幅度的異常，其震源模式似預位移式的模式。

(3) 彝良地震臺的位置在震源的北面偏東少許，使得1-3曲線發(fā)生大的變化，大于2-4曲線的變化幅度，是很自然的。

(4) 兩個面應(yīng)變曲線由重合變?yōu)椴缓苤睾?，如果計算相關(guān)系數(shù)則會出現(xiàn)相應(yīng)的異常。地震時刻的相關(guān)系數(shù)達到最低值(最差值)。

(5) 昭通地區(qū)得到第一條自檢因子異常曲線。

圖3 彝良地震臺記錄彝良地震前的應(yīng)變異常Fig.3 The strain anomaly before the Yiliang earthquake recorded by Yiliang Seismic Station

圖4是圖3中面應(yīng)變和剪應(yīng)變的局部，兩個大的階躍對應(yīng)著這兩個相隔23 h的地震。這幾乎是我們首次在小的震中距情況下，如此細膩地觀察到的面應(yīng)變、剪應(yīng)變的真實變化圖像，是個完整的近場曲線，是首次得到。

由圖4還可知，目前在昭通得到的面應(yīng)變異常，以壓性為多。這和池順良給出的玉樹地震的震前異常一致。此外，地震時刻的同震階躍在近場觀測中，尤其是剪應(yīng)變曲線，是很陡峭的，和遠震條件下的并不陡峭的上升圖像(見圖5，池順良提供)不同；面應(yīng)變異常的幅度小于切應(yīng)變異常的幅度，意味著必定是走滑斷層的表現(xiàn)；地震時刻面應(yīng)變的變化幅度竟然小于震前幾天內(nèi)的緩慢變化幅度，此情況在魯?shù)榈卣饡r也有類似的表現(xiàn)(見第35頁圖6)。大小分配和我們的慣性思維圖像差別很大；在震前一兩天，兩個面應(yīng)變曲線嚴重分開，剪應(yīng)變的兩個曲線亦是，這些細微之處都更值得震源機制研究者進行深入探索和思考；地震時刻，剪應(yīng)變曲線有陡峭的上升，表明高頻信息尚未被巖石介質(zhì)所衰減，是近場觀測才能得到的。如圖2地震發(fā)生前后的變動曲線可知，地震時刻附近的曲線已僅剩下速率不快的變化。

圖5是兩個面應(yīng)變曲線的分叉，剪應(yīng)變的大幅度突變及其形態(tài)更具研究意義。

圖4 彝良地震臺記錄彝良地震前的面應(yīng)變(下)和切應(yīng)變曲線(上)局部Fig.4 Local surface strain (lower) and shear strain curves (upper) before the Yiliang earthquake recorded by Yiliang seismic station

圖5 玉樹臺記錄到的玉樹地震的異常Fig.5 Anomalies of Yushu earthquake recorded by Yushu station

1.4 具有新內(nèi)涵的做圖

除上面關(guān)于每日常規(guī)性制圖的討論，再來考慮幾條帶有新內(nèi)涵的曲線。

(1) 系數(shù)A、B的計算及曲線繪制。從下面的理論計算式子，把理論上推導出來的應(yīng)變固體潮汐幅度(面應(yīng)變值和剪應(yīng)變值)植入，得到具體的A、B數(shù)值(是實地觀測到的有效A、B值，和從測量元件在完整巖石里所表現(xiàn)出來的靈敏系數(shù)A、B的理論計算值有區(qū)別)的計算式，并可以每日接替出該曲線的新尾部。

當然，還可以用類似nakai檢驗做更嚴格的A、B式計算。這里的理論值是指潮汐的理論幅度，這樣導出系數(shù)A、B的實測數(shù)值，繪制其曲線，肯定是接近1的潮汐因子。如此，就不會出現(xiàn)幾乎達到10的潮汐因子了。對此需要深入討論之處多多。

(2) 氣壓水位干擾系數(shù)的再審視。前已述，除傳統(tǒng)的按元件來查看水位氣壓的干擾之外，還可以分為對面應(yīng)變、剪應(yīng)變的干擾系數(shù)兩者。值得一說的是，不少的鉆孔水位變化會產(chǎn)生出切應(yīng)變，來自巖石的各向異性，或是來自孔壁有裂隙。還可注意到，臺灣有人發(fā)現(xiàn)了氣壓干擾系數(shù)的變動異常與其后大地震的因果關(guān)系。

(3) 同震階躍的分析。以面應(yīng)變和剪應(yīng)變的視角來查看遠方大震帶來的階躍，更能清晰地看到斷層的錯動方向。如果是近場觀測，得到的是發(fā)震斷層產(chǎn)生的應(yīng)變場的靜態(tài)階躍；而對于遠場觀測，得到的還可能有在地震波誘發(fā)下產(chǎn)生的次生效應(yīng)，即本地附近的斷層運動產(chǎn)生的附加應(yīng)變場。這個資料或許能顯露出附近斷層儲備著怎樣的勢能，即這是一次“試探”，可得知這個斷層今后要表現(xiàn)出怎樣的活動性特征。

由此展開說來，山西省的地震人在平日里必須做好基本資料(背景資料)的儲備并不斷的調(diào)研研究和消化，可謂之“備戰(zhàn)”工作。一是本地區(qū)的地應(yīng)力場絕對值的實測數(shù)據(jù)，即本地構(gòu)造帶的展布，哪一個或幾個斷層對我們來說是最重要的，它的水平運動方向。附近地區(qū)內(nèi)，較大地震的震源機制解是怎樣的。這些基礎(chǔ)資料對于應(yīng)急工作中的緊急研判、應(yīng)急分析等很是有益。

2 四分量鉆孔應(yīng)變觀測研究的困惑

結(jié)合上一節(jié)對四分量的核心認識，以懂得正確思想觀念的重要。鉆孔應(yīng)變觀測自上世紀六十年代，來自國外、彈性力學。那時，開始知道平面應(yīng)變狀態(tài)有三個未知數(shù)：最大、最小主應(yīng)變和最大主應(yīng)變的方位角。為得到這三個未知數(shù)，需要得到三個測量值(已知數(shù))。于是無論是儀器，還是觀測數(shù)據(jù)的分析、計算，都需要有如下這個方匣子(大計算式)：

上面的通用基本觀念是絕對正確的，也一直延續(xù)了下來。在上世紀60-70年代，我國引入了三分量鉆孔儀器的工作式(表達式)?？上М敃r，由Ψ權(quán)威人給出地應(yīng)變求解式，也是上面的式子，那時沒做更多的說明講解。此后，逐漸地不怎么關(guān)注這個方匣子里面的內(nèi)容，甚至沒怎么細看過。其實，一直使用著的這個方匣子里面，實際是由兩部分捆扎在一起的：

ε1=(兩個主應(yīng)變之和的計算式+
兩個主應(yīng)變之差的計算式)/2

，

ε11=(兩個主應(yīng)變之和的計算式-
兩個主應(yīng)變之差的計算式)/2

。

作為對比，再來看敘述的四分量計算過程，先把元件的讀數(shù)變化值相互加減之后進入算式(如下大計算式)，由算式一步性地得到所需的面應(yīng)變和剪應(yīng)變。

于是，這幾十年以來，覺得的最大、最小主應(yīng)變這兩個未知數(shù)是最基本、最單純的基本量，也是“最直接得到的”或“最先得到的”，這最后的半句話是有紕漏的。所以，需重新審視最基本、最核心的工作原理式。即當元件之間夾角均勻分布45度時，各個元件感受到的位移變化量U為

U1=A(εⅠ+εⅡ)+B(εⅠ-εⅡ)cos2(Ψ)

，

(1)

U2=A(ε1+εⅡ)+B(εⅠ-εⅡ)cos2(Ψ+45°)

，

(2)

U3=A(ε3+εⅡ)+B(εⅠ-εⅡ)cos2(Ψ+90°)

，

(3)

U4=A(εⅠ+εⅡ)+B(εⅠ-εⅡ)cos2(Ψ+135°)

，

(4)

式中：U為元件的測量值依時間的變化量(或稱增量)；Ψ為最大主應(yīng)變方位角(從正北向起算，逆時針為正，系三角幾何定義)；εⅠ、εⅡ為巖石的最大、最小主應(yīng)變。這是100年前誕生的通用形式的式子，有人以為是我們發(fā)明的。

從計算過程來看，元件通過鋼筒所直接感受到的物理量，是如下的兩個“核”：

A(εⅠ+εⅡ)和B(εⅠ-εⅡ)。

這正是問題的核心。A、B為儀器(元件)對面應(yīng)變和剪應(yīng)變的靈敏系數(shù)[4]。當知道了A、B的數(shù)值，就立即得到了面應(yīng)變、剪應(yīng)變的測值。

對于A、B需要說明的是，A、B兩個系數(shù)的表示式并不相同，B值的表示式更復雜一些，即它倆的比例數(shù)值在不同情況下是不同的，除鉆孔內(nèi)器件極少的“空孔法測量”之外，通常的高靈敏度觀測，都不能拿哪一個系數(shù)乘某個常數(shù)來代替另一個。(有人問，元件測量位移本是一個靈敏系數(shù)，怎么在此出現(xiàn)兩個靈敏系數(shù)？回答這個問題可以從“元件是測量鋼筒內(nèi)徑的位移，而鋼筒是在感受巖石里的應(yīng)變”來理解。鋼筒對巖石的狀態(tài)是同時感受著面應(yīng)變和剪應(yīng)變，是這兩者。)所以，面應(yīng)變和剪應(yīng)變才是井下儀器所直接觀測到的物理量。即最先得到的、最直接的結(jié)果。

從現(xiàn)在開始，我們的思想觀念要完成這場“變革”，或是提升：不是單單地用最大、最小主應(yīng)變作為唯一的計算結(jié)果，而是也可以把面應(yīng)變和剪應(yīng)變作為最首選的表達方式，并在多方面得到運用。在此向大家推薦多用面應(yīng)變和剪應(yīng)變的視角，原因有三：

(1) 兩者的系統(tǒng)誤差明確，均來自一個靈敏系數(shù)決定其系統(tǒng)誤差量，而不是像最大、最小主應(yīng)變，其誤差來自兩個靈敏系數(shù)的系統(tǒng)誤差而且不穩(wěn)定，因為它還取決于兩個主應(yīng)變的數(shù)值大小之比。

(2) 不少情況下，分析、了解面應(yīng)變和剪應(yīng)變，物理圖像更清晰，直觀效果是距離震源模式、物理預報更近些，堅信不久后就可以看到實踐的證明。

(3) 當四分量遇上了面應(yīng)變和切應(yīng)變觀念，計算式顯得很簡潔、方便、實用。似乎，四分量更像是為這兩個應(yīng)變量的觀測而專門設(shè)計的。兩個面應(yīng)變式子為：

(εⅠ+εⅡ)1=(U1+U3)/2A

，

(5)

(εⅠ+εⅡ)2=(U2+U4)/2A

。

(6)

剪應(yīng)變式子為：

(7)

最大主應(yīng)變的方位角為：

(8)

總之，有了四分量，面應(yīng)變和剪應(yīng)變的計算更方便。對于我們，既有了硬件(儀器)，又有了軟件(面應(yīng)變和切應(yīng)變的思想認識、觀念—思想認識和工作的方法)，就可做更多的研究和探討。

3 相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷和引來的新課題

再來討論兩個面應(yīng)變的相關(guān)系數(shù)。在2012年9月彝良M5.7地震后，昭通市地震局繪制的震前、震時和震后面應(yīng)變相關(guān)系數(shù)曲線出現(xiàn)了短時間的異常，且否定了干擾或儀器故障；兩年后的2014年魯?shù)镸6.5地震，鄰近4個地震臺站中有2個得到明確的應(yīng)變異常，且3個地震臺出現(xiàn)較確切的相關(guān)系數(shù)“自檢因子”異常，不得不正視這種從未見過、聽過的現(xiàn)象(孔向陽等，2015)。同一時間段，池順良也在思索四川姑咱等地應(yīng)變儀四分量數(shù)據(jù)的“失恰”現(xiàn)象，即在震前、臨震、震時和震后的幾個時間段，面應(yīng)變相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計值有逐步下降和逐步恢復的過程[3]。

2種型號的四分量應(yīng)變儀在不同地點對幾個不同的中強地震，分別給出統(tǒng)計或曲線式的相關(guān)系數(shù)異常，或許具有其客觀性，確都直對著“尷尬”困境：原本只是用來證實資料可靠的參數(shù)，卻在應(yīng)變異常出現(xiàn)時伴隨著自身異常。這個發(fā)現(xiàn)有待得到進一步證實，也需要足夠的如漁洞臺2014年的疑似“反面”震例(無明顯異常的震例)，有利于做全面的分析。再有，是怎樣的力學機理，使得彈性力學計算式的前提條件(如，鉆孔周圍數(shù)十倍鉆孔直徑范圍以內(nèi)的巖體不再均勻完整、各向同性)受到某種暫時的破壞或擾動？

下面圖6是魯?shù)榈卣鹋_記錄魯?shù)?.5級地震時的異常曲線。震中距26 km，此值已接近于震源的破裂段長度。計算相關(guān)系數(shù)的窗口寬為25 h。震前數(shù)天出現(xiàn)較大的應(yīng)變異常，伴隨著自檢因子的明顯突變，出現(xiàn)負值；面應(yīng)變和剪應(yīng)變的變化形態(tài)并不相同：面應(yīng)變在震前變化大，震時的反應(yīng)卻很??；剪應(yīng)變在震前、震時、震后都有明顯的幅度較大的變化。曲線最右端的變動來自降雨，但降雨沒有帶來相關(guān)系數(shù)的擾動。說明這個自檢因子的變化不是來自地表。

在此，對相關(guān)系數(shù)的特點(習性？)作試探性分析。其確實是一個很好的工具，方便實用，且有了相關(guān)的計算軟件。它對緩慢的飄移反應(yīng)遲鈍，卻對小幅度的波動反應(yīng)靈敏，有時憑肉眼看不出兩條曲線的相似度如何，但相關(guān)系數(shù)卻能給出定量的結(jié)果。

概略上述，歸結(jié)出如下的初步認識及新的疑問：

(1) 相關(guān)系數(shù)在日常(地震平靜期)無明顯變化的觀測點，出現(xiàn)和識別這種異常最為可靠和容易，無需數(shù)據(jù)處理，該異常資料亦就最可靠。

(2) 異常主要是短期和臨震的異常，隨著資料的梳理，異常的時間似乎在向前擴展，按池順良的研究可以有半年的異常，在昭通則沒有看出這樣長時間的異常信息；沒有很長時間的異常也許反而是個優(yōu)點—少有多地震的信息互相攪擾。

(3) 只對較大的地震敏感，對小地震不敏感，例如小于5級的地震？

(4) 只是對不很遠處的地震有反應(yīng)，如何反應(yīng)遠處的地震？如5級30公里？6級70公里？7級200公里？(池順良給出的對玉樹地震的反應(yīng)可達450公里許)。

(5) 不具有記憶力，地震后沒有明顯的殘留效應(yīng)，這也可算一個優(yōu)點。

(6) 目前，還未發(fā)現(xiàn)地表因素的干擾(如，降雨)。

(7) 反面的例子(無地震有異常，有異常無地震)目前還很缺乏注：在這次講座的討論中，池順良提到，有的觀測點存在有斷層的緩慢運動，會造成兩個面應(yīng)變之間的差異，兩個剪應(yīng)變曲線斜率的差異，此時或許會有相關(guān)系數(shù)的下降。。于是，從學科發(fā)展的角度、或從實用的角度出發(fā)，都需對之前質(zhì)量好的四分量資料再做一次相關(guān)系數(shù)的計算和審視，查看其曲線有無異常且有無對應(yīng)關(guān)系(即做一次相關(guān)系數(shù)的“回頭看”)。對于現(xiàn)今和未來的現(xiàn)實工作，地震觀測人、資料分析人都應(yīng)“嚴陣以待”，平日里可以將它作為“報平安”的依據(jù)。也可看出，密集型臺網(wǎng)是重點危險監(jiān)視區(qū)監(jiān)測的重要措施。

圖6 魯?shù)榈卣鹋_記錄魯?shù)?.5級地震的異常曲線Fig.6 Anomaly curve of Ludian M6.5 earthquake recorded by Ludian seismic station

4 結(jié)語

四分量鉆孔應(yīng)變觀測研究已經(jīng)觸及地震前出現(xiàn)的應(yīng)變異常，這些初步顯露出來的異常秉性和隱約的形態(tài)實屬空前。我深知獲得它的不易，也自感有幸，在蕪湖會議(全國第一屆地應(yīng)力專業(yè)會議)三十多年后終算是有機會看到了震前異常的模樣，也算是一種回報。這些空前的第一手資料在數(shù)量上還不夠多，也不夠豐富(缺少旁證資料等)，筆者對它的研究也較粗淺，仍處在起步階段。目前，這個關(guān)鍵性的新起步已經(jīng)邁出，此前關(guān)于四分量觀測是否應(yīng)該繼續(xù)下去的議論，有了答案。

鉆孔應(yīng)變觀測在技術(shù)和理性思維上確有進步。甚至說，目前得到的觀測資料和粗略分析是地形變學科的諸多手段所不曾得到也不曾想到的，現(xiàn)在已經(jīng)著手的高頻段觀測領(lǐng)域里更有許多誘人的未知境界。面對喜憂參半、思緒紛雜的十字路口，我們從業(yè)者感到肩上的重任，要正視現(xiàn)實中的各種管理與協(xié)調(diào)等問題。我們要做的事情還很多，如，專業(yè)隊伍業(yè)務(wù)水平的總體提升，對儀器生產(chǎn)存在的諸多技術(shù)問題的解決和疏導(如，鉆孔挖掘質(zhì)量的保證和檢查方法；建立井下儀器的技術(shù)體系和培養(yǎng)工匠精神，保障探頭長壽命；儀器質(zhì)量的獎懲制度、數(shù)據(jù)采集與入庫標準等也急需指導與協(xié)調(diào))。

遙想60年代末，曾有河北和山西省的群測群防觀測點，自發(fā)制作土辦法的土層應(yīng)力儀，那是用汽車的內(nèi)胎灌滿了水，填埋在幾米深的土層里，經(jīng)過橡皮導管連接到地面，再用玻璃細管觀測該水面的高度，可謂第一個體積應(yīng)力儀。這也成為山西地震預測的歷史。如今，小型四分量鉆孔應(yīng)變觀測臺網(wǎng)已開始建設(shè)，它將以高靈敏度、高采樣率、高密度、高可靠性，力圖取得非同往常的新觀測結(jié)果，值得祝賀。

在41年前安徽蕪湖召開的“全國第一屆地應(yīng)力觀測專業(yè)會議”上，圍繞“解放思想，發(fā)力前行”的主題，提出了幾種鉆孔儀器的研制設(shè)想，并提出四分量鉆孔儀數(shù)據(jù)自檢的“第一式”。此后的實踐也證明了“思想前行”的重要意義。

在此，我們還要深切懷念鉆孔應(yīng)力觀測的倡導者李四光先生，學習他對地震工作的執(zhí)著精神和對實地觀測工作的嚴謹態(tài)度。