5月12日發(fā)生的八級(jí)汶川地震是一場(chǎng)巨大災(zāi)難。此次地震不僅在震中區(qū)附近造成災(zāi)難性的破壞,而且在四川省和鄰近省市造成大范圍破壞,其影響甚至波及到全國(guó)絕大部分地區(qū)乃至境外,是新中國(guó)建立以來我國(guó)大陸發(fā)生的破壞性最為嚴(yán)重的地震。
這次地震是在什么樣的情況下發(fā)生的?為什么會(huì)有這么大的破壞力呢?地震是如何導(dǎo)致房屋倒塌的?為什么在同一個(gè)區(qū)域內(nèi),有的房屋沒有損壞,有的房屋卻完全坍塌呢?權(quán)威地震專家在接受記者專訪時(shí),對(duì)這些公眾非常希望了解的問題進(jìn)行了一一解答。
此次地震最高烈度幾乎達(dá)到極限
“地震通常分為三大類,火山地震、陷落地震和構(gòu)造地震;鹕降卣鹬饕l(fā)生在火山活動(dòng)期,陷落地震主要是由地球局部的坍塌引起的。前兩類震級(jí)小、破壞小,引起大破壞的地震主要是構(gòu)造地震!彼拇ㄊ〉卣鹁盅芯繂T錢洪教授告訴記者,這次汶川地震正是屬于構(gòu)造地震!皹(gòu)造地震是由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖石發(fā)生變形,從而聚集了大量的引力,當(dāng)聚集的引力超過巖石的破裂強(qiáng)度的時(shí)候,巖石就突然破裂,引起震動(dòng),并且傳到地面上來,導(dǎo)致地震。”
據(jù)介紹,地殼深處巖石發(fā)生破裂產(chǎn)生地震的地方就稱為震源,地震發(fā)生的源頭以垂直方向投影到地面上來的點(diǎn)則稱為震中。5月12日發(fā)生地震的震中差不多就位于汶川縣的映秀鎮(zhèn)!罢鸺(jí)和烈度是描述地震非常重要的兩個(gè)物理參數(shù)。震級(jí)就是反映地震波的能量,也就是地震釋放能量的大小。烈度反映地震對(duì)地面產(chǎn)生的影響和破壞程度的大小。”錢洪解釋說,“隨著地震離開震中區(qū)的距離不同,它產(chǎn)生的影響是不同的,離震中區(qū)近,影響就大,離震中區(qū)遠(yuǎn),影響就減輕。所以,一個(gè)地震有一個(gè)震級(jí),但是有不同的烈度。”
結(jié)合四川中北部地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造,錢洪對(duì)汶川大地震的原因進(jìn)行了分析,他認(rèn)為這是一次逆沖右旋型地震。“本次地震是千年不遇的特大地震,顯著特點(diǎn)是震源淺,大概是十公里左右,震級(jí)高達(dá)八級(jí),烈度最高達(dá)到十一度。這就造成有感范圍大,東到上海,南到臺(tái)灣。”錢洪用不同大小的石頭掉到靜止水面能產(chǎn)生的波浪來舉例說,“大的石頭自由落體到湖面后,產(chǎn)生波峰波谷之間高差就更大,波浪傳的距離也遠(yuǎn)得多。這就是我們說的為什么,地震強(qiáng)度大就傳得遠(yuǎn)的原因。 ”
烈度大是造成震害嚴(yán)重主因
“這次地震的極震區(qū)烈度達(dá)到了十一度,我們的烈度表里面總共分了十二度。”防災(zāi)科技學(xué)院院長(zhǎng)薄景山教授告訴記者,汶川地震的最大烈度幾乎已經(jīng)接近極限,他本人也還沒看見過十二度的地震,“在烈度表里只用了山河改觀這句話來描述,烈度大、震動(dòng)強(qiáng)是造成此次汶川地震震害嚴(yán)重的主要原因。”
“這次地震震害比較重的地方基本上是沿著龍門山中央斷裂帶,破裂的長(zhǎng)度至少是兩百公里以上。地震波在傳播的過程中會(huì)逐漸削減,所以靠近斷裂帶的地方受到的影響越大,破壞越嚴(yán)重。”薄景山表示,“破裂長(zhǎng),則釋放出的能量就特別大,按照計(jì)算地震能量的公式,此次地震的能量相當(dāng)于一千顆廣島爆炸的原子彈!
薄景山指出,嚴(yán)重的次生災(zāi)害也是此次地震震害嚴(yán)重的一個(gè)原因。川北特殊的地質(zhì)條件引發(fā)了大量的山體滑坡,好多的建筑物包括橋梁就是被滑下來的各類山體埋掉或砸毀了。
工程地質(zhì)條件是破壞差異主因
“為什么在同一個(gè)地區(qū),有些房子倒塌了,有些房子沒有倒塌呢?原因很復(fù)雜,和幾個(gè)因素有關(guān)系,其中一個(gè)很重要的因素就是場(chǎng)地條件,我們說的場(chǎng)地條件指的是地下工程地質(zhì)條件,比如說基巖的起伏是什么樣的,第四紀(jì)土層分布是什么樣的!北【吧浇淌诟嬖V記者,“這次我們?cè)谝巴猬F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的時(shí)候也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題。從龍門山山前的成都平原到龍門山山里面的這個(gè)部分,基巖的分布比較復(fù)雜,上面沉積的松散層也不均勻!
薄景山教授認(rèn)為,工程地質(zhì)條件是造成這種破壞差異的主因,“不同的場(chǎng)地條件造成地震波放大或減弱,因此在低烈度區(qū)也有高烈度的現(xiàn)象,造成房屋倒塌或嚴(yán)重破壞。而在高烈度區(qū)也有低烈度現(xiàn)象,房屋未倒塌或嚴(yán)重破壞,這就是同一區(qū)域內(nèi)不同建筑受損情況不同的主要原因。”
“一般來說,基巖在震動(dòng)的時(shí)候,基巖要把能量傳給上面的介質(zhì)叫土層,地震波在土層的傳播跟在基巖的傳播完全是另外一種方式,土一般對(duì)地震波有放大的作用,而且地形越復(fù)雜,那地震波傳來后會(huì)形成反射和折射,會(huì)加劇放大的效果。”薄景山表示,“在世界地震工程史上,像這么大范圍的破壞不是很多,還有很多新的問題值得研究,特別是場(chǎng)地這一塊兒。 ”
房屋損壞不同原因非常復(fù)雜
在災(zāi)區(qū),樓房損壞的形態(tài)是不一樣的,有整體垮塌,有部分松動(dòng),地震是通過什么方式來破壞地面建筑物的呢? “這個(gè)破壞很復(fù)雜,通常有三種情況。如果地處震源附近,當(dāng)?shù)卣鸩▉砹酥蠓课輹?huì)上下震動(dòng),感覺是在顛,這就是縱波。如果離震源比較遠(yuǎn),房屋會(huì)水平方向地左右搖擺,這次在成都和綿陽(yáng)的城區(qū)就是這樣感覺!鼻迦A大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院副總工程師馬寶民研究員解釋說,“還有一種是房屋在地震波作用下左右扭,原因有兩個(gè),一是本來地震波本身就是扭著來的。二是地震波雖然是水平傳過來,但由于地面的土不一樣,傳播速度有快有慢,所以房屋就會(huì)扭。這樣就造成有的只掉了一個(gè)角,有的就整體垮塌,有的則蹲下來。房屋損壞就是地震波不同的運(yùn)動(dòng)方式,造成不一樣的破壞形式。”
“相隔很近的兩幢房屋,有的受損重,有的受損輕。這個(gè)原因是多種多樣的,非常復(fù)雜!瘪R寶民表示,一是場(chǎng)地土對(duì)地震波的反應(yīng)不一樣,地基在基巖、土層是有差別的,比如都江堰這么一塊大的地方,這片房屋和那片房屋差異很大;二是地震波是波浪性傳遞的,碰到峰頂受到的破壞就大,碰到谷底受到的破壞就小,還有這次地震爆發(fā)是三組強(qiáng)烈震動(dòng),橫波、縱波各自傳播速度也不一樣,如果兩個(gè)峰頂重合出現(xiàn),破壞更大;第三每個(gè)房屋根據(jù)自身形體、尺寸、質(zhì)量、承受等有各自的自振頻率,如果跟地震波傳播的自振頻率相同,就會(huì)有共振效果,這很危險(xiǎn);第四跟房屋的朝向、方位也有關(guān)系,地震波傳播方向?qū)Σ煌虻姆课菟斐傻钠茐那闆r不同。東西走向房屋在朝向南的隔墻出現(xiàn)向西傾斜的張裂縫,南北走向房屋在東西朝向的墻體或走道護(hù)欄發(fā)生向東倒塌;五是跟建筑形狀,方的、長(zhǎng)的還是異型的有關(guān);六是跟房屋的建筑結(jié)構(gòu)有關(guān),是磚混還是框架,如果是現(xiàn)澆鑄的,抵御地震能力就比較強(qiáng);七是房屋的修建年代,做沒做抗震設(shè)防;八是看結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身,有些房屋在設(shè)計(jì)時(shí)相對(duì)多留了點(diǎn)富余度,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方面注意了,就能增強(qiáng)抵御能力;九是跟施工質(zhì)量有關(guān)系;十是各次地震都有它一定的特性,唐山地震是高房屋倒得多,但這次汶川地震一些低層房屋倒的比較多,不少比較高的水塔、煙囪都沒有倒塌,說明各次地震都有各自特性,導(dǎo)致房屋損毀的情況有差異。
中國(guó)一直在不斷提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
眾所周知,建筑的設(shè)防等級(jí)和其抵御地震災(zāi)難的能力有著直接的關(guān)系。中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師陳正祥教授告訴記者,建筑設(shè)防等級(jí)是和經(jīng)濟(jì)發(fā)展分不開的,新中國(guó)成立以來,國(guó)家就一直非常重視對(duì)地震災(zāi)害的預(yù)防。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng),我國(guó)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也一直在逐步提高。
據(jù)介紹,1966年邢臺(tái)地震后我國(guó)出了第一部抗震規(guī)范,只有三十頁(yè)。唐山地震后又出了1978年版本的規(guī)范。改革開放后出了1989年版本規(guī)范,并明確了抗震設(shè)防目標(biāo),提出“小震不壞,中震可修,大震不倒”指導(dǎo)思想,體現(xiàn)了以人為本的精神。之后,又出了2000年版本規(guī)范,達(dá)到三百多頁(yè),內(nèi)容在不斷完善。
這次汶川地震發(fā)生后,嚴(yán)格執(zhí)行抗震規(guī)范的很多房屋經(jīng)受住了考驗(yàn),但也有一些達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的房屋倒塌!氨敬蔚卣鹗墙▏(guó)以來,震級(jí)最大,影響最廣的特大地震,實(shí)際烈度遠(yuǎn)高于房屋抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。”陳正祥表示,“這次重災(zāi)區(qū)的房屋建筑的抗震設(shè)防烈度為七度以內(nèi),按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度進(jìn)行抗震設(shè)防的房屋難以抵御特大地震烈度高達(dá)九到十一度的破壞,出現(xiàn)倒塌在所難免!
災(zāi)區(qū)重建已經(jīng)開始,需要要修建大量的房屋。陳正祥提醒,“希望買了新房屋的人,或者給老房屋搞裝修要千萬(wàn)注意,不能為了氣派而打掉隔墻,有些甚至打掉承重墻,破壞了圈梁,是非常危險(xiǎn)的。還要請(qǐng)開發(fā)商注意,盡量避免薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn),作為建設(shè)行政主管部門更要加強(qiáng)監(jiān)管和復(fù)查! (記者代朗)
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