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探讨震区建筑受损的内在原因(周果行2009)

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探讨震区建筑受损的内在原因(周果行2009) 1 陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义 探讨震区建筑受损的内在原因 周果行 提要:此次汶川大地震全面检验了我们过去的结构理论、计算方法和设计成果,这是任何一所实 验室,任何一次结构实验都无法比拟的,灾区人民已经为此付出了鲜血和生命的代价。互联网上有很 多灾后的照片,客观地反映了现场的实际情况。如何解读?希望共同关注!即使是灾情最重的北川, 也不是...

探讨震区建筑受损的内在原因(周果行2009)
1 陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义陕西省注册建筑师和注册结构工程师继续教育培训讲义 探讨震区建筑受损的内在原因 周果行 提要:此次汶川大地震全面检验了我们过去的结构理论、计算方法和设计成果,这是任何一所实 验室,任何一次结构实验都无法比拟的,灾区人民已经为此付出了鲜血和生命的代价。互联网上有很 多灾后的照片,客观地反映了现场的实际情况。如何解读?希望共同关注!即使是灾情最重的北川, 也不是所有的房屋都倒塌的。倒塌自有它倒塌的内在原因,幸存也必定有它能够幸存的理由。本文试 图透过这些照片所展示的现象,探寻其本质的东西,汲取其中的经验教训。 我的发言分两个部分: 第一部分是《探讨震区建筑受损的内在原因》。 设计、施工、科研、教育、管理这五个行当都与建筑工程有关,各有各的职责。今 天参加学习班的同学,全都是来自设计单位的注册工程师,与其矛头对外,不如反躬自 省。找一找我们自身存在的问题。 大家都知道在震区并不是所有的房屋都倒塌了,俗话说:“苍蝇不叮无缝的鸡蛋”。 倒塌自有它倒塌的原因,幸存也必定有它能够幸存的理由。灾区人民已经为此付出了鲜 血和生命的代价,我们应珍惜这些来之不易的经验和教训。感谢前线那些冒着生命危险 的新闻记者、战士和志愿者,给我们留下了那么多的珍贵照片,他们如实的反映了震区 建筑受损的情况。本文试图透过这些照片所展示的现象,探寻其本质的东西,汲取其中 的经验教训。我的发言不一定准确,只是抛砖引玉,希望在座诸位专家共同关注这个课 题! 由于需要结合灾区受损建筑的照片来讲,限于篇幅,在讲义中只列举了三十几幅 照片,还有二百多幅照片将在大屏幕上展示。 第二部分是《震后最受网民关注的几个问题》。 汶川大地震发生以后,互联网上发表了大量的文章和议论。我从互联网上选取了最 受群众关注的六个问题,介绍给大家。有些已经有了结论,有些还在探讨。 先讲第一部分 第一部分:探讨震区建筑受损的内在原因 我查阅了上千幅新闻照片,并对其中几百幅记录建筑物损毁现象的照片,反复阅读, 终于有所感悟。分类介绍如下,供大家参考。虽然在座的很多人都没有到过现场,但可 以透过现象看本质。汶川地震中受损建筑是客观存在,如何解读,仁者见仁智者见智。 2 希望在座诸位专家发表真知灼见,让我们共同来汲取其中的经验教训,改进我们的设计 工作。 一、历史的教训应永久铭记 灾区现场,惨不忍睹(图 1)。提醒我们在抗震问题上切不可掉以轻心。 图 1 死难的都是正在上课的孩子 当时提出重伤员应该异地转移时,有些人不理解,认为偌大的四川还解决不了伤员 的问题?可是如果成千上万的人受的是同一种伤害,四川的骨科大夫应付得了吗?骨科 专业护理人员和设备够用吗?所以在救助措施上要举全国之力赶紧将解决不了的重伤 员转移。 我们应牢记历史的教训。从震区损毁建筑的照片看,和唐山地震造成的灾难如出 一辙。早在 1978 年《建筑抗震设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》就已经按照唐山地震的经验教训进行修订。 遗憾的是人们并没有记住唐山地震的教训,重视不够,贯彻不力。 为了汲取教训,此次新修订的《建筑工程抗震设防分类 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》GB50223—2008,以 人为本,提高了幼儿园、 小学 小学生如何制作手抄报课件柳垭小学关于三违自查自纠报告小学英语获奖优质说课课件小学足球课教案全集小学语文新课程标准测试题 、中学等教学用房及医院、影剧院、多层商场等人流密集 的公共服务设施的抗震设防标准。由标准设防类提到重点设防类。 3 二、高架路的弯道是危险地段 1. 在照片(图 2)中我们看到:多跨 高架路的支座竟然不是桥墩,而是支架, 过于单薄,地震时就散了架子。既然每个 支架都是一样的,又为什么只是在曲线段 损毁,直线段却安然无恙呢?直线段的支 架,在横向地震作用时有两条腿,在纵向 地震作用时,远端有地面支撑。曲线段的 支架,在遭遇法线方向地震作用时,有两 条腿;在遭遇沿切线方向的地震作用时, 就孤立无援了;以致在转弯处全部倒塌。 看来,弯道处的支架不宜少于三条腿(外 圈两条,内圈一条),并应设置交叉支撑。 今后设计跨江、跨海大桥引桥的弯道 时,应以此为戒。 城市高架路的弯道、立交桥的盘道, 曲率半径更小,是危险地段。大地震发生 时损毁的机率更高,不可掉以轻心。 图 2 高架路在曲线段倒塌 2. 拱桥的损毁很严重(图 3)。拱桥一般都是用石块和水泥砂浆或石灰砂浆砌筑, 抗压不抗拉,显然是在地震发生时,桥墩产生了位移。 图 3 拱桥的损毁 3. 在四川,有很多中小城市的临街建筑倚山而建。为了避免过多的切掉坡脚,引 4 起滑坡,底层往往只有临街的一面有第一层,里间则是山坡;第二层才是完整的楼层。 可见滑坡问题即使不发生地震,也是一个应予重视的问题,更何况在地震区。然而,道 路只能按等高线修筑,逢山开路,遇壑搭桥,不可避免的要切去一些坡脚,这就破坏了 土体的平衡。地震时就容易产生滑坡(图 4)。 图 4 人们切去坡脚,地震时土体就切断公路 三、地基液化造成房屋整体倾斜 饱和沙土和饱和粉土是容易产生液化的土层。应采取措施处理。例如换土、强夯、 打桩……,办法很多。那些整体倾斜的房屋(图 5)显然是由于地基液化造成的。 图 5 地基液化造成房屋整体倾斜 5 今后选址,应该避开可能液化的场地。避开不了,就应采取有效措施处理。 最近在网上看到都江堰一户人家,半夜起来发现家中大小物件均“失窃”,原来在 地面上出现了一个大坑,把屋内物件全部吞噬,据说是卡斯特地质形成的溶洞。西安虽 然没有溶洞,但有古墓和湿陷。这些问题都是规划设计应予重视的问题。 汶川震区位于龙门山断裂带,所以北川没有在原地重建,而是易地重建;其实,现 在的新唐山,当年也是易地重建;都是为了避开原先的不利场地。 在新北川选址过程中,温家宝总理提出 “安全、宜居、特色、繁荣、文明、和谐” 的 12 字建设标准。这不仅是对新北川的建设要求,也是对今后城镇规划建筑设计的要 求。 四、要想标新立异就得付出代价 在房屋建筑设计中,建筑是龙头。结构、给排水、采通、配电、照明、通讯……等 都是为实现建筑方案服务的。 这个龙头并不好当, 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 很重。建筑设计方案直接影响房屋的抗震能力。 1. 在平面设计上,往往出于功能需要,墙体随意布置,不与轴线对中、贯通;甚 至框架柱也不沿轴线成行成列的布置,传力路线被扭曲。 2. 在立面设计上,外墙往往由于美观需要,里出外进,高低错落。房屋的形心和 质心通常不在同一位置,大地震发生时,在扭波作用下,房屋就会扭转。我们都学过材 料力学,边缘的应力是最大的,就因为这种边缘效应,外围突出部分损毁(图 6~7)。 图 6~7 由于边缘效应立面突出部分受损 6 3. 屋顶上往往设有塔楼、花架、广告 牌………,受鞭梢效应,质点高悬部分损毁 (图 8)。 现今,大跨度、大开间、大窗洞、细长 柱、凹凸墙………,比比皆是。采用这样的 设计,就需要准备付出必要的代价。如不采 取有效措施,其后果:轻则开裂,重则坍塌, 损毁。 发生地震时,停水停电,通讯中断,楼 梯间漆黑一片,高层建筑里的人下不来,救 援的人上不去。事故照明、备用水源……都 应有备无患。 照片中的很多案例都说明建筑抗震不完 全是结构设计一家的事。 图 8 由于鞭梢效应屋面突出部分受损 4.有些综合楼,既有办公室,还有会议室。建筑师也知道把大空间的会议室放在底 层不合适,以为布置在顶层总可以了。其实还有问题,单跨的会议室和多跨的办公室, 阻尼不一样,地震时,就把整个屋顶掀去(图 9)。 图 9 地震把屋顶掀翻在地 7 事实证明:越是规则的体型,对抗震越有利。 五、大窗洞会引“鬼”上门 这幢房屋(图 10)的窗洞很大,外墙转角处的宽度不够,导致整个建筑损毁。按 规定:七度区不少于 1000mm ,八度区不少于 1200mm 。 图 10 外墙尽端至窗洞边的距离太小 幸存下来的砖混结构也普遍缺少构造柱和圈梁,外墙转角和纵横墙交接处缺少拉墙 筋,墙体的砂浆强度较低,大多成了危房。 这些最基本的要求在每一版抗震规范里都有规定。1982 年国家又特地颁布了《多 层砖房设置钢筋混凝土构造柱抗震设计与施工规程》JGJ 13—82 ,近二十年建造的砖 房不应再出现这种问题。 在规范里提到的窗间墙是指横向的窗间墙,对于竖向的窗间墙(就是上下层之间的 窗间墙)并没有要求。这次在汶川地震中,发现这类窗间墙的高度不足时同样也会出问 题。在层间有圈梁时,这类窗间墙的问题不明显,所以容易被忽略。 六、采用预制空心板的砖混结构是不稳定结构 1.1.1.1. 采用预制空心板楼盖(屋盖)的结构是不稳定的结构 砖混结构的民房一般都是采用横墙承重,往往忽视纵墙的作用。此次汶川大地震, 凡是采用预制空心板的砖混结构几乎都未能逃过此次劫难,预制板怎么就成了“棺材 板”? 在损毁的房屋中,可以看到有一些预制板还挂在墙上,这说明预制板的一端锚固 8 在现浇圈梁里,另一端的承重墙塌了。承重墙一般都是经过验算的,至少也是按经验确 定的,为什么会坍塌呢? 从整体坍塌的建筑(图 11~12)可以看到:预制板之间没有灌缝,板缝在支座处 没有夹筋,空心板端部的孔洞没有填实……,楼盖与承重横墙未能形成整体,横墙在 楼盖处都被预制板切断了,形成铰接,是不稳定结构。既然是不稳定结构,平时为什 么没倒?因为平时的水平力没那么大,还有纵墙扶持,所以没倒。 现在有些人在搞二次装修时,自以为纵墙不是承重墙,在纵墙上开了很大的门洞, 甚至把纵墙都拆了,自以为聪明,其实是在自掘坟墓。 图 11 承重墙坍塌导致楼板坠地 盖房子就如同搭积木一样,预制板浮搁在墙上,多层砖房只要其中有一层损毁, 上层也将随之坍塌,铺天盖地砸下来的碎块也随之把底层压垮。 西安就有很多这样的房屋。很多单位家属院的宿舍楼几乎都是这种结构,很难处理。 现在还在不停地修建这样的房屋,尤其是村镇建筑。 既然空心板的民房问题多多,为什么现在才暴露? 这个问题说来话长,早在唐山大地震时就已经发现这个问题,在修改 79版抗震规 范时还是迁就了社会需要,让它保留了下来。 空心板是在五十年代从前苏联引进的,苏联的冬季比较长,在室外冬季施工成本较 高,于是就广泛采用预制构件,在工厂里成批生产,然后再在现场拼装,可以不受季节 限制。我国第一个五年计划是从东北开始的,东北的冬季也比较长,于是也就全盘接受 了前苏联的工业化理念。以为工业化施工就是采用预制构件,就连我国的第一代设计规 9 范和标准图也都是参照前苏联规范和前苏联的国家标准图编制的。在民房设计中也就顺 理成章的广泛采用预制空心板了。这一用就用了几十年。前苏联不是一个地震多发的国 家,所以问题没在他们国家暴露,而是在我们这里暴露。 图 12 预制板还挂在墙上 2.2.2.2. 采用砖混内框架的结构是不安全的结构。 所谓“内框架”就是外墙采用砖壁柱,内墙采用钢筋混凝土柱的框架。这类结构在 抗震规范中并没有禁止采用。可是在地震时,确实存在问题。砖壁柱是一个 T 形截面, 刚度大,可是强度低;内框架的钢筋混凝土柱,截面虽小,可是强度高。地震作用是按 刚度分配的,砖壁柱吸收了过多的能量,又承受不了;内框架钢筋混凝土柱的强度虽高, 但吸收的能量较少,并没有充分发挥作用;此时,砖壁柱率先破损,退出工作,旋即把 自身承担不了的地震作用转嫁给内框架。如果采用的是单根内柱,地震时整个楼房都垮 了;如果采用的是多根内柱,两个边跨首先垮塌,内框架也命悬一线。 3.3.3.3. 在钢筋混凝土框架中插入砖混楼梯间的结构也是不安全的结构。 一般钢筋混凝土框架结构尤其是多层厂房,都是比较规整的,可是楼梯间却是一个 不规则的单元体,如果仍采用框架结构,就会产生很多不规则的构件。此时设计人往往 为了简化设计,就把楼梯间设计成砖混结构。这样的设计给未来留下了隐患。楼梯间的 刚度大,强度低,在地震中首先破坏,阻断了逃生的出路。 七、框架结构的底层和转换层是薄弱层 震区有一些整层在原位被压扁的建筑(图 13)。如果是框架结构,很可能是该层柱 子的轴压比不够;如果是砖混结构,上下采用相同的墙厚,薄弱层就有可能坍塌。 10 图 13 五层被压缩成三层 现在流行“上刚下柔”的框支砖混结构,这种结构形式很适合小本经营,楼下开店, 楼上存货,还可以住家。但从受损建筑的照片(图 14)上,可以看到框支砖混结构的 第二层(上部砖房的底层)在地震中坍塌,这一层是混凝土结构与砌体结构的转换层也 是整栋房屋的薄弱层;尽管抗震规范并没有禁止采用这种上刚下柔的结构,今后在震区 采用这种结构选型仍应慎之又慎。 图 14 第二层被压扁 很多房屋在这次地震中,1、2 层楼完全“坐下去”了,这种现象刚好印证了日本的 地震研究结论。日本地震专家研究发现,不超过 3 层的楼房,地震时 1 到 2层之间损坏 11 的概率最大;3~6 层高的楼房,地震时 2 到 3 层之间最容易损坏。这次我在灾区看到 的情况就非常符合这个特点,所以我们今后盖楼,1 到 3层是关键,一定要按照所在地 抗震设防标准建设。地震来临时,只要房屋不倒,人的存活概率就大得多。 八、都是“弱柱强梁”惹的祸 框架结构的房屋基本上是墙倒屋不塌,能够做到“大震不倒”。但普遍没有做到“强 柱弱梁”和“强剪弱弯”。 底层损毁了,上层再完好又有何用(图 15151515)?柱子损毁了,梁再结实又有何用(图 16161616)? 图 15 谁能救救这幢楼? 12 图 16 柱子损毁了梁再结实又有何用? 如果我们找不到损毁的内在原因,下次强震来临时,还会发生同样的损毁。我认为 有两个问题值得我们重视: 1. 一个是看得见的问题——构造设计。有一些多、高层框架结构的柱网很大,底 层柱子的截面偏小,混凝土的强度等级偏低,轴压比偏高。在设计中,往往还忽略体积 配箍率的要求。多数房屋柱子的箍筋间距,没有按规范要求在一定范围内加密(图 17)。 图 17 箍筋没有按规范要求加密 13 请注意:抗震规范还规定箍筋的肢距不得大于 200mm ,也就是说:震区混凝土结 构的柱子一般都需要设置附加箍筋;在所有损毁建筑的照片中几乎很少看到有附加箍 筋。 当框架梁的刚度很大,柱截面偏小,轴压比又较高时,在竖向地震的作用下,底层 柱的上端大多出现损毁。 2. 还有几例:柱端加密区已经按规范要求加密了,也配置了附加箍筋(图 18),为 什么也严重受损了呢? 图 18 箍筋加密了为什么柱头还是损毁? 这说明,还有一个看不见的问题——结构计算。 1. 钢筋混凝土结构通常按弹性体系计算内力,按极限状态计算截面配筋。 在弹性阶段,考虑框架梁受弯时现浇楼板参与工作,梁端部的刚度和梁中段的刚度 是相同的,统一按 T 形截面计算,通常将矩形截面的刚度乘以 1.3~2.0 的等效刚度系 数予以调整,有的设计甚至在梁端再加腋,人为加大框架梁的刚度,造成“弱柱强梁” 的后果。 在强震作用下,结构处于极限状态,受地震的反复作用,梁的受拉区出现裂缝,梁 中段的有效截面虽有变化但仍是 T形;可是,在接近梁端 1/4~1/3L0的范围内,由于 现浇楼板退出工作,梁的有效截面不再是 T 形而是矩形;此时的框架梁在地震作用下 已经转化成中段是 T 形,边段是矩形的变截面梁;框架梁的等效刚度系数不再是 2.0, 可能是 1.0,或小于 1 。梁、柱的刚度比发生了显著变化,不平衡内力重新分布,柱端 实际承受的内力远远大于原先计算所得的内力。同样也会导致底层柱的上端出现损毁。 2. 在《建筑抗震设计规范》第 6.2.2条的条文说明里,有这么一句话:所谓“强柱 弱梁”指的是:节点处柱端实际受弯承载力和梁端实际受弯承载力之间应满足下列不等 式: 14 ∑∑ > a by a cy MM 落实到具体大多少,这在第 6.2.2条里有规定:一、二、三级框架分别应大于 1.4、 1.2 和 1.1 。 在第 6.2.3 条的条文说明里,也有一句话:框架结构的底层柱底过早出现塑性屈服, 将影响整个结构的变形能力。底层柱下端乘以弯矩增大系数是为了避免框架结构柱脚过 早屈服。 柱下端截面组合的弯矩设计值的增大系数究竟是多少呢?这在第 6.2.3条里也有规 定:一、二、三级框架分别采用 1.5、1.25 和 1.15 。 同样道理,“强剪弱弯”也有具体要求,此处从略。 规范的规定是合理的,一个工程算下来,将有几百个节点,由设计人逐个检查几 乎是不可能的,但又不能完全依赖电脑来控制。设计人要对计算结果,加以检查、判断、 核对和比较,最后再做出决断。电脑是听人脑指挥的,出了问题,还是应由设计人负责。 九、劈头盖脸飞来横祸 1.大型屋面板的肋上,有四块预埋件。按规定,第一块板至少应焊三点,从第二 块板开始,至少应焊两点。只要屋架不倒,按理屋面板就不可能掉下来。屋面板落地, 显然是没有焊牢(图 19)。小型屋面板在标准图上就没有设置预埋件,强震时必然落地。 图 19 屋面板没有焊牢,防风柱没有拉墙筋 2. 在屋架之间有横向水平支撑、纵向水平支撑,在屋架的两端和中点还有竖向支 撑;在没有支撑的开间,上弦有压杆,下弦有拉杆。整个屋顶是一个“盒子”结构。 只要柱子不倒,按理屋顶就掉不下来。屋顶坍塌,显然是屋面支撑出了问题(图 20)。 3. 防风柱还普遍缺少拉墙筋,以致造成多幢厂房的山墙外闪。 15 图 20 屋面支撑出问题导致屋顶坍塌 4. 柱间交叉支撑仅按承受拉力计算。在图中拉杆采用螺栓连接(图 21),拉杆在节 点处的截面削弱很多,出现危险断面。拉杆断了,另一向拉杆就要承受压力,斜杆的细 长比都大于 200,拉杆变压杆,随即失稳,两者是不可能共同工作的。 图 21 柱间支撑损坏 十、选材不当容易产生豆腐渣工程? 1. 砌体的强度,尤其是砂浆的强度至关重要,倒塌的墙体竟然砖块分离(图 22)。 16 图 22 砂浆强度等级太低 2. 卵石的黏结力很差,破损处竟然成了松散体(图 23)。 图 23 破损处成了松散体 十一、震后的汶川依然屹立 以上介绍的都是失败的教训,有没有成功的经验呢?有!当然有。 1. 在北川县城新址,据说有一座清代石桥(图 24),历经地震依然完好无损。 17 图 24 北川县城新址清代石桥 从照片中可以看出,这是一座简支梁桥。即使支座有少许位移,结构也还是稳定的。 只要支座不垮,简支梁桥就是安全的,所以它能历经地震不垮。不过从桥梁的跨度看, 大梁不像是石材的,倒像是钢筋混凝土的。如果真是这样,那就可能是民国时期的工程。 2. 都江堰有一栋建成数十年的老房子(图 25),显然,采用的是现浇结构,整体 性能较好,从照片上几乎看不到损伤。 图 25 幸存的砖混结构 3. 汽轮机厂的体育馆(图 26)跨度虽大,就因为采用的是网架结构,基本完好。 18 图 26 东汽体育馆 4. 十余层的高层建筑(图 27),仅仅是填充墙有些损坏。 图 27 高层建筑图 图 28 钢筋混凝土水塔 19 5. 还有一些高耸的水塔(图 28)也屹立不倒。钢筋混凝土水塔,一般都是按照国 家标准图建造。虽然是高耸结构,但在设计时就已经按单质点结构经过抗震验算,并采 用了抗震性能较好的钢筋混凝土筒体结构。 6. 再说说古人是怎么抗震的,在《三国演义》上有一个很有名的故事——“明修 栈道暗度陈仓”我们看看老祖宗是怎么修栈道的?他们并没有在松散的山坡上修筑栈 道,而是开山凿石,硬是从坚硬的山石上开凿出一条山路。虽历经地震,仍然保存至今。 再看看泸定桥是怎么固定悬索的?他们是把悬索的一端直接固定在山体的岩石上, 不存在塔架的倾斜和倒塌。 大震过后的汶川、北川,并不是所有的房屋都倒塌了,也还有不少建筑幸存下来(图 29、30)。我们不应丧失信心。 图 29 震后的汶川之一 图 30 震后的汶川之二 20 十二、 第一部分小结 通过以上剖析,违规的设计到处可见,尤其是“强制性条文”未能严格执行。震 区人民已经为此付出了鲜血和生命的代价。 “偷工减料”是故意犯罪,“违规设计”是过失犯罪,都足以造成屋毁人亡。 通过以上剖析,还可以看到: 房屋越规整,震害越少; 柔性结构要比刚性结构抗震; 轻屋盖要比重屋盖抗震; 木结构、钢结构要比钢筋混凝土结构抗震; 钢筋混凝土结构又比砌体结构抗震; 剪力墙结构又要比框架结构抗震。 震区有那么多成功的案例,可见结构选型有多么重要。选对了结构类型,先天就具 备了较好的抗震性能。只要重视抗震工作,就能做到防患未然;只要在设计中优选方案, 采取有效的抗震措施和抗震构造措施,就能减少损失。 1966 年邢台地震后,我国出了第一部抗震规范,只有三十多页;唐山地震后又出 了 1978 年版规范;改革开放后出了 1989 年版规范,并明确了抗震设防目标,提出“小 震不坏,中震可修,大震不倒”的指导思想,体现了以人为本的精神;之后,又出了 2000 年版本规范,达到三百多页,内容在不断完善。现行的《建筑抗震设计规范》还 是可以信赖的。 国家最近又颁布了新的《抗震设防分类标准》GB50223—2008 ,并及时提供了《抗 震规范 512 局部修订》意见,有了这些新修订的标准和规范,我们今后的设计工作还是 有章可循的。 别看《建筑抗震设计规范》厚厚一本,其实核心要求只有四个字,就是“大震不 倒”。只有大震不倒才能大难不死。只要是按照“大震不倒”的目标设计,“中震”就 可修,“小震”也就可以不坏。 实践是检验真理的唯一标准,汶川特大地震全面检验了我们的结构理论,计算方 法和设计成果。这是任何一所实验室,任何一次结构实验都无法比拟的。灾区人民已 经为此付出了鲜血和生命的代价。我们应珍惜这些来之不易的经验和教训。 我国有 40%以上的地区属于 7度区,有 70%拥有百万以上人口的大城市位于设防 区,不可掉以轻心。 最近国家颁布了新修订的《中国人民共和国防震减灾法》已于 2009200920092009 年 5555 月 1111日正 式施行。 建设部根据中国地震局、国家发展改革委、住房城乡建设部、民政部、卫生部、 公安部《关于贯彻实施中华人民共和国防震减灾法的通知》(中震发〔2009〕37 号) 的总体部署和要求,特地在今年 3月 23 日发出通知,要求各地建设系统更好地贯彻实 施《防震减灾法》,做好城乡建设抗震防灾工作。 21 第二部分:震后最受网民关注的几个问题 这一部分的素材全都是从互联网上摘录的。我的作用就是一个“厨子”,至于“菜” 是谁种的,“猪”是谁养的,我不知道。但我要感谢他们为社会提供了那么多素材。让 没有到过震区的人,能够有机会汲取宝贵的经验教训和学习到新的抗震知识。 我们先回顾一下历史,了解我们的先人是怎样记录地震和认识地震的。 中国是最早记录地震的国家,也是首先发明地震仪和首先进行地震预报的国家。晋 太康三年(公元 282 年)在魏襄王(公元前 318-前 296 年)的墓中,出土了一部竹简, 竹简上刻写着上至皇帝,下迄魏襄王二十二年(公元前 297 年)的历史,人称《竹书纪 年》,里面记有 4 次地震,其中最早的一次是夏帝发七年(公元前 1831 年)泰山震。在 这以后的许多有关古籍中,都有对地震的记载,从公元前 1831~1955 年的 3800 年中, 大约记录了 9000 次地震,其中约有 1000 次是破坏性地震。经过整理,不仅勾划出我国 的地震区,同时还揭示出地震活跃期和安静期的周期性变化规律。 在国外,最早做地震记录的是日本,其记载是允恭天皇五年(公元 416 年)日本河 内地震,比中国晚 2247 年。 东汉著名的科学家张衡(78~139 年)首创了世界上第一台地震仪"候风地动仪", 安放在洛阳城内,正确的记录了东汉永和三年(138 年)二月初三在陇西所发生的地震, 陇西位于今甘肃兰州、临洮一带,在洛阳以西 700km。而欧洲在 1880 年才制成地震仪, 其原理和张衡地动仪基本相似,比我们中国晚 1700 多年。 一、震区房屋为什么都是坍塌而不是倒塌? 过去的地震学理论认为地震波分为纵波、横波两种,地震破坏主要是横波造成的。 可是,李泰来发现如此理论根本无法解释唐山地震现场的种种现象。 1. 根据横波破坏原理,高层建筑和高耸构筑物因重心较高,在地震中应首当其冲, 可是,唐山地震后为什么电线杆、树木以及水塔、烟囱基本上安然无恙?房屋只是“坍 塌”而不是“倒塌”? 2. 在地震现场考察中还发现地震破坏均具有旋转性,而纵波、横波都是没有旋转 性的。 3. 不论是横波还是纵波,它们的传播是连续的,强度是渐变的,从震中向外逐渐 衰减。因此,在同一震区内,同样的建筑物受破坏的程度应大致相当。可是唐山地震中 出现的现象并非如此。 南京地质学院李泰来教授根据对震波的应变分析,发现扭波才是地震破坏的元凶。 1979 年,在南京地震学会年会上,李泰来发表了《扭波与抗震》的 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ,引起与会者 的一阵轰动。1996 年,在第 31届国际地质大会上,其以扭波为主题的发言也引起了代 表们的注意。 他指出“扭波”与“纵波”和“横波”是同卵三胞胎,其中“纵波”传播速度最快, 其次为“横波”,最后为“扭波”。“纵波”使物体产生上下震动,“横波”使物体前后左 右摆动,两者的破坏都不大。但是,“扭波”一到,则把物体从内部扭散扭断,随即垂 直坠落,造成巨大破坏。 22 汶川地震和唐山地震一样,也都是坍塌而不是倒塌。无论是用“纵波”还是“横波” 理论都难以解释,尽管“扭波”理论至今还没有得到主流专家的认同。但是,也只有用 李泰来的扭波理论才能说得过去。 二、震级发布以后为什么又要修改? 要搞清这个问题,首先要弄明白什么是震级。 1.1.1.1. 什么是“震级”? “震级”是指地震发生时释放出的能量。通用的震级有近震震级 ML、体波震级 MB、面波震级 MS和矩震级 MW 四种。 一次地震只能有一个震级,比如说,汶川发生 8 级地震,不论在哪儿测,都应该是 8 级。但由于各国采用的震级的类型不同,因而测出的数据也有一些差别。这也是经常 会发现不同的国家对同一次地震给出的震级有差别的原因。 对于震源浅距离远强度大的地震,通常采用面波震级。我国现在采用的是里氏震 级,就是面波震级。 里氏震级按 9 个等级分级,每差一级,通过地震释放出的能量大约相差 32 倍,一 个 6 级地震相当于 32 个 5级地震;一个 7 级地震相当于 1000 个 5 级地震,相差二级释 放出的能量相差 32×32 倍(大约 1000 倍);此次汶川大地震最终划为里氏 8 级。 2.2.2.2. 什么是“矩震级”? 里氏震级的主要缺陷在于它与震源的物理特性没有直接的联系,使得一些强度明显 不同的地震,在用传统方法计算后得出的里氏震级却差别不大。 上世纪六、七十年代,有科学家在研究全球地震年频度与面波震级的关系时发现, 缺失面波震级超过 8.6的地震。当面波震级超过 8.6 以后,尽管地表出现更长的破裂, 显示出地震有更大的规模,但测定的面波震级MS 值却很难增上去,出现所谓震级饱和 问题。到了二十一世纪初,地震学者普遍认为这些传统的表示地震规模的方法已经过时, 转而采用一种物理含义更为丰富,更能直接反应地震过程物理实质的表示方法即矩震 级。矩震级有以下优点: (1)它反映了形变规模的大小,是目前量度地震大小最好的物理量。 (2)它是一个绝对力学标度,不产生饱和问题。对大震、小震、微震、极微震甚 至是深震均可测量。 (3)能够与我们熟悉的震级标度衔接起来,对于破坏性地震,MW ≈ MS 。 (4)它是一个均匀震级标度,适于震级尺度范围很宽的统计。 3.3.3.3. 震级发布后为什么又要修改? 根据地震数据处理规定,地震参数测定分两个阶段:一是地震速报,使用最先接收 到的地震台站观测数据进行快速地震参数测定,并及时发布地震信息;二是精细分析, 即利用所有收集到的地震台站记录进行地震参数的进一步分析,给出最终修订结果。大 多情况下,地震速报参数和修订参数有一定差异。 测定方法上,地震参数是用不同方位、不同距离的多个地震台站的记录进行测定; 理论上,所用地震台站的记录越多,测定的地震参数越准确。地震发生后,地震波在地 23 球内部大约以六点五公里/秒的速度转播,也就是说地震波从震源到地震台的传播是需 要时间的,但从地震救援角度,需要在最短时间内把地震发生的时间、地点和震级报告 政府并向公众发布。 目前在国际上,地震参数的测定分两个过程,一是计算机自动测定与人机交互快速 测定,二是最终的修订。前者是在地震发生后,计算机数据处理系统会给出自动处理结 果,并通过网站、手机短信的途径发布地震信息,随着地震台站数据的不断增加,测定 的地震参数也在不断地变化;后者是待所有地震台站的资料收集以后,给出最终地震参 数,编辑出版地震观测报告。 中国地震台网震级测定过程汶川地震发生后,大约六秒钟强大的地震波传播到离震 中最近的成都地震台,一分钟后中国地震台网中心地震处理系统报警,同时进行自动定 位,几分钟后系统给出自动测定结果为 7.6级,随后不久修订为 7.8 级。 根据国际惯例,中国地震局随后利用所能收集到的地震台站资料,对汶川大地震的 参数进行详细测定。 中科院院士国家地震局地球物理研究所名誉所长陈运泰解释说:汶川地震的矩震级 是 7.9级,唐山地震的矩震级是 7.6级,在地震系统里,0.3 意味着汶川地震释放出的能 量是唐山地震的 3 倍,所以破坏比唐山更为严重。于是在 4 月 18 日再次修订并最终确 定为里氏 8.0级。 对于这次汶川大地震,美国初订震级为 7.8 级,后修订为 7.9级;欧洲地中海地震 台网中心初订 7.5 级,后修订为 7.9级;俄罗斯修订后的震级也是 8 级。 如果使用矩震级,历史上曾发生的一些巨大地震的震级都需重新标定。如:1906 年美国旧金山里氏 8.3级地震,矩震级 MW=9.7; 1960 年智利里氏 8.3级地震,MW= 9.5; 1964 年阿拉斯加里氏 8.4 级地震,MW=9.2。 三、震中烈度与震级和震源深度之间有什么关系? 1.1.1.1. 什么是震源、震中和震源深度? 地震波发源的地方是震源(图 31)。地面上离震源最近的一点是震中,它也是接受 地震波最早的部位。从震中到震源的深度是震源深度。 通常将震源深度小于70公里的称作浅源地震,深度在70-300公里的称作中源地震, 深度大于 300 公里的称作深源地震。目前观测到最深的地震是 720 公里。 对于同样大小的地震,由于震源深度不一样,对地面造成的破坏程度也不一样。震 源越浅,破坏越大,但波及范围也越小,反之亦然。 我国绝大多数地震为浅源地震。此次汶川大地震的震源深度大约是 15 公里,属浅 源地震。所以在汶川、北川的灾情严重,而近邻成都的灾情却相对较轻。 2.2.2.2. 什么是“震中烈度”? 烈度是指地震发生时人们的切身感受,在震中感受到的烈度就是震中烈度。 汶川大地震的震中烈度是 11度,在成都就是 6~7 度,西安就是 5 度,各地的感受 都不一样。涉及四川、甘肃和陕西三省 237 个县、市,我国大部分省、市都有震感,甚 至近邻泰国、越南、菲律宾和日本也有震感。当年唐山大地震的震中烈度也是 11度, 24 受唐山地震影响,天津的震感为 8 度,北京 6度,石家庄和太原只有 4~5度了。 图 31 震源、震中和震源深度示意图 通常用地震烈度表来衡量地震的烈度,世界各国使用的烈度表不完全相同。 西方国家比较通行的是改进的麦加利烈度表,从Ⅰ 度到 Ⅻ 度,共分 12 个 等级。而日本将无感地震定为 0 度,有感地震则分为Ⅰ至 Ⅶ 度,共 8 个等级。 前苏联和我国都是按 12 个烈度等级划分。 早期的烈度表完全以地震造成的宏观后果为依据来划分烈度等级。但宏观烈 度表不论制订得如何完善,总不能排除观察者的主观因素。为此人们一直在寻找 一种物理标准来评定烈度,这种物理标准既要同震害现象密切相关,又要便于用 仪器测定。首先被研究的物理量是地震时的地面加速度峰值。因为一般认为地震 引起的破坏是地震惯性力造成的,而惯性力又决定于地面加速度。这样就给烈度 的每一等级附加上地面加速度峰值。结果表明,烈度每增加一度,加速度大约增 加一倍。我国现行的烈度表是 1980 年重新修订的,已经加入了峰值加速度和峰 值速度两项物理量数据。 中国地震烈度表 表 1 烈 度 在地面上 人的感觉 房屋震害程度 其他震害现象 水平向地面运动 震害现象 平均震害 指数 峰值加速度 m/s2 峰值速度 m/s Ⅰ 无感 25 Ⅱ室内个别静止中 人有感觉 Ⅲ室内少数静止中 人有感觉 门、窗轻微作 响 悬挂物微动 Ⅳ 室内多数人、室 外少数人有感 觉,少数人梦中 惊醒 门、窗作响 悬挂物明显摆动,器皿作 响 Ⅴ 室内普遍、室外 多数人有感觉, 多数人梦中惊醒 门窗、屋顶、 屋架颤动作 响,灰土掉落, 抹灰出现微细 烈缝,有檐瓦 掉落,个别屋 顶烟囱掉砖 不稳定器物摇动或翻倒 0.31 (0.22—0.44) 0.03 (0.02—0.04) Ⅵ 多数人站立不 稳,少数人惊逃 户外 损坏-墙体出 现裂缝,檐瓦 掉落,少数屋 顶烟囱裂缝、 掉落 0—0.10 河岸和松软土出现裂缝, 饱和砂层出现喷砂冒水; 有的独立砖烟囱轻度裂 缝 0.63 (0.45—0.89) 0.06 (0.05—0.09) Ⅶ 大多数人惊逃户 外,骑自行车的 人有感觉,行驶 中的汽车驾乘人 员有感觉 轻度破坏-局 部破坏,开裂, 小修或不需要 修理可继续使 用 0.11—0.30 河岸出现坍方;饱和砂层 常见喷砂冒水,松软土地 上地裂缝较多;大多数独 立砖烟囱中等破坏 1.25 (0.90—1.77) 0.13 (0.10—0.18) Ⅷ 多数人摇晃颠 簸,行走困难 中等破坏-结 构破坏,需要 修复才能使用 0.31—0.50 干硬土上亦出现裂缝;大 多数独立砖烟囱严重破 坏;树稍折断;房屋破坏 导致人畜伤亡 2.50 (1.78—3.53) 0.25 (0.19—0.35) Ⅸ行动的人摔倒 严重破坏-结 构严重破坏, 局部倒塌,修 复困难 0.51—0.70 干硬土上出现地方有裂 缝;基岩可能出现裂缝、 错动;滑坡坍方常见;独 立砖烟囱倒塌 5.00 (3.54—7.07) 0.50 (0.36—0.71) Ⅹ 骑自行车的人会 摔倒,处不稳状 态的人会摔离原 地,有抛起感 大多数倒塌 0.71—0.90 山崩和地震断裂出现;基 岩上拱桥破坏;大多数独 立砖烟囱从根部破坏或 倒毁 10.00 (7.08—4.14) 1.00 (0.72—1.41) 26 Ⅺ 普遍倒塌 0.91—1.00 地震断裂延续很长;大量 山崩滑坡 Ⅻ 地面剧烈变化,山河改观 注:表中的数量词:“个别”为10%以下;“少数”为10%-50%;“多数”为50%-70%;“大多数” 为70%-90%;“普遍”为90%以上。 3. 震中烈度与震级和震源深度的关系 震中烈度的大小主要受到震级和震源深度的影响。通常震级越大,震中烈度越高, 但在震级相同的情况下,随着震源深度的增大,震中烈度则相应降低。 下面有一张表(表 2),可以大体上说明这三者的关系。 震中烈度与震级和震源深度的关系 表2 震 源 深 度 hhhh( km) 5555 10101010 15151515 20202020 25252525 里 氏 震 级 2222 3.5 2.5 2.0 1.5 1.0 3333 5.0 4.0 3.5 3.0 2.5 4444 6.5 5.5 5.0 4.5 4.0 5555 8.0 7.0 6.5 6.0 5.5 6666 9.5 8.5 8.0 7.5 7.0 7777 11.0 10.0 9.5 9.0 8.5 8888 12.0 11.5 11.0 10.0 10.0 四、震中在汶川,为什么北川的灾情比汶川重? 1. 地震有几种类型,汶川地震属于哪种类型的地震? 地震有火山地震、陷落地震、构造地震和诱发地震四种类型。火山地震主要发生在 火山活动期,陷落地震主要是由地球局部的陷落引起的,诱发地震是人类的许多活动如: 矿井采空区塌陷、大型水库蓄水、核试验、 ……等诱发的。 前三类地震的震级小、破坏也小,引起大破坏的地震主要是构造地震(图 32)。这 次汶川地震正是属于构造地震。 早期几乎所有人的目光都集中在震中汶川县的,以为既然震中在汶川,那么汶川县 城就应该是受灾最严重的地区,解放军不顾个人安危紧急赶往震中。 其实,这次地震不是一个点,而是自汶川到北川的一条长约 216 公里的断裂带。 龙门山断裂带,这是一条特别要命的断裂带。它绵延长约 500 公里,宽达 70 公里, 规模巨大,沿着四川盆地西北缘底部切过,位置十分特殊,地壳厚度在此陡然变化,断 裂带以西厚约 60~70km,以东不到 50km。断裂带两侧地壳厚度相差 10-20 公里。 历史上,这条断裂带并不安分,有过多次活动。自 1657 年 4 月 21 日,有爆发记 录以来,最大的 6.2 级。据地震学者考证,此后 300 多年间,这条断裂带再未发生过 超过 6 级的强震。2008 年 5 月 12 日 14 时 28 分,它突然发作,大地撼动,发生 8.0 级大震级。 27 图 32 构造地震示意图 北川正好位于两条断裂带的交汇处(图 33),断裂长度达 216 公里,震害面积达 44 万平方公里。当时,人们总认为震中就是一个点,其影响按同心圆向外扩散,所以 不理解为什么震中在汶川,北川的灾情反倒比汶川重。 从汶川映秀镇到北川曲山镇这一线是断裂带的中心地带,北川的地形尤为复杂。 这条地震带呈“中间窄、两头粗”的哑铃状(图 34)。哑铃的一头是汶川县的映秀 镇,另一头就是北川县的曲山镇。 以汶川县映秀镇和北川县曲山镇为两个中心呈长条状分布。11度区面积约 2419 平 方公里。其中映秀 11 度区沿汶川-都江堰-彭州方向分布,长轴约 66 公里,短轴约 20 公里,北川 11度区沿安县-北川-平武方向分布,长轴约 82 公里,短轴约 15 公里。 北京、重庆、湖南、湖北、山西、陕西、河北……,将近半个中国都有震感。四川 省绵阳、德阳、成都、广元、雅安、阿坝、北川、青川、都江堰等地受灾特别严重。这 是改革开放以来,发生在我国境内的震级最大的一次地震。 从模拟图上(图 34)看到的断裂带,南北长约 200 公里,东西宽不到 50 公里,从 汶川映秀镇到北川曲山镇这一线是断裂带的中心地带。 2009 年 5 月 7 日,据四川省民政厅厅长黄明全在纪念“5.12”汶川大地震一周年 新闻发布会上宣布:全省因地震遇难 68712 人,失踪 17921 人。教育厅厅长说:其中遇 难和失踪的学生有 5335 人。另据报导,四川省因地震受伤约 37 万人。 汶川地区位于山区,根据部分现场调查,由于山体滑坡、泥石流,死亡人数大于 30 人的地震滑坡、崩塌灾害约 22 处,有的村庄整个被吞噬,其中,死亡人数最多的为 28 图 33 龙门山断裂带 图 34 汶川地震影响模拟图 北川老县城的城西滑坡,高达 1600 人,直接摧毁了近半数老县城建筑;再加上房屋整 29 体坍塌,难以在短时间内发掘;生还的可能性极其渺茫,但按我国《民法通则》规定, 这部分人员只能按“失踪”对待,两年以后如再不见踪影,才可以确认死亡。直接经济 损失八千多亿,间接经济损失不计其数。 五、汶川大地震为什么不预报? 既然我国当年能够准确预报海城大地震,为什么此次汶川大地震不预报? 我只能说限于科学技术水平,暂时还难以做到提前预告。请注意我的用词,我是说 “难以预报”,不是说“不能预报”。 说到我国准确预报海城大地震,就不能不提到准确预测海城大地震的李志永。 1. 李志永准确预测海城大地震 1975 年 2 月 3 日,中科院地球物理所的李志永,结束了对沈阳水库一个月的观测 后,到营口探亲。2 月 4 日晨,营口发生了有感地震,出于“地震就是命令”的责任感, 他赶到营口市科技局和地震办,参与工作。在对地震台源源不断报上来的数据绘制出图 表后,2 月 4 日中午他根据邢台地震的经验,初步判断在 2 月 4 日晚 12 点左右可能会 发生 7.4 级大地震(实际在 1975 年 2 月 4日 19 时 36 分 6秒海城发生 7.3 级地震)。由 于受到当地领导重视及时发布地震预报。 联合国确认海城地震预报是人类第一次,也是迄今为止唯一的一次,对强震作出准 确的临震预报 其后,我国又成功地预报了 1976 年 5月 29 日云南龙陵 7.3 级地震和 1976 年 8 月 16 日、8月 29 日在四川松潘、平武之间发生的两次 7.2 级地震。最近十几年又有几次 较好的地震预报。成功的地震预报不但极大地减轻人员伤亡,而且具有明显的社会效益 和经济效益。这些震例说明地震是有前兆的,是可以预测、可以预防的。 在震前的一段时间内,震区附近总会出现一些异常变化。如地下水的变化,突然升、 降或变味、发浑、发响、冒泡;气象的变化,如天气骤冷、骤热,出现大旱、大涝;电 磁场的变化;临震前动物、植物的异常反应等等。根据这些反应进行综合研究,再加上 专业部门从地震机制,地震地质、地球物理、地球化学、生物变化、天体影响及气象异 常等方面利用仪器观测的数据进行处理分析,可以对发震的时间,地点和震级进行预报。 2.2.2.2. 耿庆国等人准确预测汶川大地震 2008 年 4月 26 日晚 7~9 时,耿庆国依据强磁暴组合法,在天灾预测专业委员会全 体委员会议上提出:四川阿坝州红原 150 公里范围内有可能发生 7.5 级以上强震。经过 集体讨论,做出“2008 年 5 月至 2009 年 4月的一年内,应注意兰州以南,四川、甘肃、 青海交界附近,可能发生 6~7 级地震”的预测,并明确提出:“阿坝地区七级以上地震 的危险点在 5 月 8日前后(10天以内)”。并于 4 月 30 日书面报告地震局。可惜没有被 采纳。震前如果打一个招呼,减轻人员伤亡,是完全可以做到的。 汶川大地震发生 39 个小时后,67岁的耿庆国在北京接受香港《亚洲周刊》记者江 讯的专访。他说:“刚过去的几十小时内,我痛哭了好几回,为汶川灾民忧伤,为自己 的研究成果没能拯救人民的生命而悲痛,这是我毕生的遗憾。” 3.3.3.3. 汪成民准确预测唐山大地震 30 其实,早在唐山大地震发生前,同样也有人发出过预测,张庆洲在《唐山警示录》 中披露:1976 年 7 月 14 日,全国地震群策群防工作经验交流会在唐山召开。汪成民要 求在会上做震情发言,当时主持会议的国家地震局副局长查志远没同意,只准他在晚间 座谈时发言,并强调不能代表地震局。就这样,汪成民还是利用 17 日、18日晚间座谈 的时间,通报了 7月 22 日至 8 月 5日,唐山、滦县一带可能发生 5 级以上地震的震情。 当时,青龙县主管地震工作的科委干部王春青听到汪成民的震情通报后,火速赶回县里 向县长冉广岐汇报,7 月 25 日,县长当机立断,向县三级干部 800 人作了震情报告, 要求必须在 26 日之前将震情通知到每一个人。结果,距离唐山仅 115 公里的青龙县在 1976 年 7 月 28日的唐山大地震中无一伤亡。 通过耿庆国、汪成民等人的遭遇,可见地震预报既是一个技术问题,也是一个政 治问题。但我相信:经过地震从业人员的不懈努力,解决地震预报问题已经为期不远。 六、西安近期会不会发生破坏性大地震? 1.1.1.1. 汶川大地震的成因 2008 年 5 月 15日以来,中国地质调查局召开汶川地震及其诱发的次生地质灾害 情况分析会,中国国土资源航空物探遥感中心、中国地质环境监测院、中国地质科学院 地质所、地质力学所等单位专家根据调查监测和评价研究结果,对灾情进行“会诊”, 初步形成三条意见: (1)是印度板块向亚洲板块俯冲,造成青藏高原快速隆升。高原物质向东缓慢流 动,在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压,遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡,造 成构造应力能量的长期积累,最终在龙门山北川——汶川地区突然释放。 (2)是逆冲、右旋、挤压型断层地震(图 35、36)。发震构造是龙门山构造带 中央断裂带,在挤压应力作用下,由南西向北东逆冲运动;这次地震属于单向破裂地震, 由南西向北东迁移,致使余震向北东方向扩张;挤压型逆冲断层地震在主震之后,应力 传播和释放过程比较缓慢,可能导致余震强度较大,持续时间较长。 (3)是浅源地震。汶川地震不属于深板块边界的效应,发生在地壳脆——韧性转 换带,震源深度为 10 公里~20 公里,因此破坏性巨大。 2.2.2.2. 地震活动是怎么分布的? 地球最上层包括地壳在内约 100 公里范围的岩石圈并不完整,像是打碎了仍然连在 一起的鸡蛋壳,这些大小不等、拼接在一起的岩石层称为板块,它们各自在上地幔内的 软流层上“漂浮”、运移,有的板块会俯冲到地幔内数百公里深的地方。 地球上最大的板块有六块,分别是太平洋板块、欧亚板块、美洲板块、非洲板块、 印度洋板块和南极洲板块。另外还有一些较小的板块,如菲律宾板块等。 据统计,全球有 85% 的地震发生在板块边界上,仅有 15% 的地震与板块边界的关 系不那么明显。这就说明,板块运动过程中的相互作用,是引起地震的重要原因。 发生在板块边界上的地震叫板缘地震,环太平洋地震带上绝大多数地震属于此类。 发生在板块内部的地震叫板内地震,如欧亚大陆内部(包括我国)的地震多属此类。 板内地震除与板块运动有关,还要受局部地质环境的影响,其发震的原因与规律比板缘 31 地震更复杂。我国位于环太平洋地震带和欧亚大陆地震带之间,以板内地震为主的。所 以是一个多地震的国家。 图35 汶川大地震成因 图 36 汶川大地震成因 32 我国的地震活动主要分布在 5 个地区的 23条地震带(图 37)上,这 5 个地区是: (1)台湾省及其附近海域; (2)西南地区,包括西藏、四川中西部和云南中西部; (3)西北地区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏以及新疆天山南北麓; (4)华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山——燕山一带、山东中部和 渤海湾; (5)东南沿海地区,广东、福建等地。 图 37 我国地震带分布图 3.3.3.3. 在西安人心中有两个挥之不去的阴影 (1)骊山那座死火山会不会复活? 这种恐惧心结要从远古讲起。在西安东边临潼区有座骊山,山上有座老母殿,供奉 的就是女娲娘娘,骊
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