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地震震害差异的原因


发布人:系统管理员         浏览量:2434       发布日期:2020-09-21 09:51:02

我国地处环太平洋火山地震带和地中海-喜马拉雅火山地震带,是大陆强震最多的国家。20世纪以来,死于地震的人数多达55万,在占同期全球地震死亡人数的53%。

全球2008年4级以上地震震中分布

(资料来源:国家地震科学数据中心)

2008年5月12日,汶川发生了Ms8.0级的大地震,在短短的几十秒内,造成大量房屋倒塌和人员死亡。地震,在如此短暂的时间内摧毁了一座文明的城市,释放如此巨大的能量。

此动画为汶川8.0级地震破裂过程,破裂时间80秒,破裂长度216km,破裂方向为北东229度,方位角为32度,代表断层滑动,颜色深浅代表应力强度(资料来源:中国地震信息网)

历史上发生的历次地震告诉我们,地震中绝大多数的生命是死于建筑物的倒塌。“小震不坏,中震可修,大震不倒”是我国根据现有科学水平提出的抗震设计标准原则。我们都知道,不同震级地震的危害程度不相同;距离震源不同烈度区建筑物的损毁程度不同。但你可能还不知道即使是在同一区域,地震震害也会有差异性现象。

地震震害差异性分析

在对地震震害的研究过程当中,在同一区域,我们发现在地震波对于地形以及介质的不同响应的差异比较大,这直接与造成的破坏力有直接关系。

地基介质不同房屋损坏程度

在长宁Ms6.0级地震灾害调查中发现,峰值地面加速度(PGA)在覆盖层中有明显的放大效应,因此地震波在覆盖层中具有较大的破坏程度。

地基差异对建筑物震害程度影响(左:地基介质为覆盖层 右:地基介质为基岩)(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题1提供)

结构不同房屋损坏程度

老旧、砖混房屋结构接触结合性差,在地震波剪切作用下,易失稳倒塌,再者其自振周期较短,与地震波易产生共振效应,加重对房屋的危害。

建筑结构对建筑物震害程度影响(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题1提供)

地形不同房屋损坏程度

在意大利Ms6.2级地震中,地形对于地震动的响应程度是非常显著,这主要是由于地震波的各个参数在高陡地形处存在强烈的放大效应,例如加速度、位移,以及烈度都有倍增的放大,这就使得在地形比较高陡地区的房屋破坏更加严重。

地形对建筑物震害程度影响(左:孤立山嘴地形房屋几乎毁坏——孤立地形放大效应 右:地形平坦区域房屋损坏程度较轻)

地形对地面峰值加速度放大效应(左:地形高陡处 右:地形平坦处)(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题1提供)

阻尼效应

调查及数据发现,阻尼效果比较好的建筑物在地震中损害程度较轻,以框架结构的最为显著,从数据分析也可以得出阻尼系数越大其反应谱加速度就越小,表明受到的震害越轻。

珙县Ms5.4地震测点加速度反应谱(资料来源:国家重点研发项目“强震山区特大地质灾害致灾机理与长期效应研究(2017YFC1501000)”项目办公室,课题1提供)

想建设出抗震能力“好一点”的房屋,建房时做到“基础深一点,墙体牢一点,屋盖轻一点”;应用抗震构造措施,能明显提高抗震能力。