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1、中国四川大地震的调查研究摘要：四川大地震是近代世界地震史上最严重的灾难性地震之一，造成了大量的人员伤亡和财产损失。本文通过对四川地震成因分析和震害调查研究的基础上，找出了震害成因并提出了相应的抗震对策，进一步提出了抗震设防面临新的问题和挑战，最后进行总结。可为有关部门的管理决策提供参考，同时也由此引发工程管理和技术人员的思考和讨论。关键词：四川地震；震害；成因；对策；抗震设防1 引言2008年5月12日14点28分在四川汶川发生的8级大地震，是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广的一次地震。地震的强度、烈度都超过了1976年的唐山大地震。此次地震不仅在震中区附近造成灾难性的破坏，而且在四川省
2、和邻近省市造成大范围破坏，其影响更是波及全国绝大部分地区乃至境外。汶川地震发生后，我们除了要深入地震重灾区进行抗震救灾工作，同时进行地震震害调查研究，获得大量的第一手宝贵资料。详细的现场考察和研究, 对地震前兆、震后效应、地震现象、地震后的破坏现象、社会影响, 地震发生类型与序列特征等的描述,结合在汶川地震中的体会和思考，总结此次地震的启示，对今后的抗震救灾研究工作提出了相应的建议，能对有关部门的管理决策提供参考，也由此引发工程管理和技术人员的思考和讨论。可以为地震研究, 比如区域地震研究、地震地质研究、历史地震研究等多方面, 提供可靠的科学数据和研究的可比性, 是重要的科学考察和学术文献。2
3、 地震宏观调查2.1 地震的基本参数地震是地球表层的快速震动。汶川特大地震发生于2008年5月12日北京时间14时28分，震中位于四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀境内。地震震级为里氏8.0级，地震烈度可达11度，地震能量达6.311023尔格。2.2 地震烈度烈度评定标准以中国地震烈度表( GB/ T17742 - 1999) 为准。运用地震调查表, 以便调查参考和将来绘制地震区域强度图。地震强度调查表(此表共分十度)一、人不能觉。二、甚少数静坐者觉之, 楼上较易。三、少数人觉之, 不恐慌, 经他处报告始确信地震。四、屋内觉者多数, 屋外少数, 器物微动, 地板或响悬物稍动。五、屋内人皆觉之
4、, 屋外人多觉之, 睡者惊醒, 少数人惊逸, 摇铃鸣, 时钟停, 悬物摇。六、人人皆觉恐慌, 争出, 器物坠落, 不坚固之房舍稍有损伤。七、钟鸣, 烟囱倒, 屋瓦落, 多数房屋稍有损伤。八、少数房屋毁坏, 多数重损, 少数人受伤, 无死者。九、少数房屋全毁, 多数重损, 不能复居, 人烟稠密之处, 死人颇多。十、多数房屋毁坏, 人口多数死亡, 地裂山崩。3 地震成因分析 中科院地质与地球物理研究所研究员、青藏高原研究专家分析，汶川地震发生在青藏高原的东南边缘、川西龙门山的中心，位于汶川茂汶大断裂带上。印度洋板块向北运动，挤压欧亚板块、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时，也同时向东运动，挤压四
5、川盆地。四川盆地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动性不强，但是可能是处在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，地壳就会破裂，从而发生地震。日本东京大学地震研究所说，这次地震位于龙门山断裂带，过去几百年里这一断裂带附近多次发生里氏7级以上大地震，但是龙门山主体并没有强烈的活动，直到这次地震的发生。断裂自东北向西南沿着四川盆地的边缘分布，长300公里至400公里，宽约60公里，沿断裂青藏高原推覆在四川盆地之上，由于蓄积的应力超过了岩石强度的临界点，龙门山断裂带就发生了里氏7.8级大地震。美国地质勘探局发布的消息认为，这次地震的震中和震源机制与龙门山断裂带或者某个相关构造断层的运动相吻
6、合，地震是一个逆冲断层向东北方向运动的结果。从大陆尺度上看，中亚和东亚的地震活动是由于印度洋板块冲撞欧亚板块造成的。美国南加州地震研究中心教授郦永刚解释说：龙门山断裂带属地震多发区内的活动断层，来自青藏高原深部的物质向东流动到四川盆地受阻，向上运动，两者边界即为断层面。如果断裂每年运动数厘米，每隔50米至70米，积聚的应力和能量就能产生一次里氏7级以上的大地震。由于震源较浅，而且震源机制为向东的逆冲运动，加上震区土质松软，地震波向东能传播很长距离，使得远至上海和北京等城市的人都普遍有震感。英国地质勘测局地震监测和信息服务中心主任布赖恩巴普蒂说，从地质构造上看，这次地震与喜马拉雅碰撞带有关，“显
7、然是东北-西南向的龙门山断裂带发生挤压作用的结果”。法国地球物理研究所的地质学家保罗达波尼耶对媒体说，大约5000万年前，印度洋板块向北漂移，与欧亚板块发生碰撞后俯冲到后者的下面，由此形成了青藏高原。青藏高原现在仍在受两个板块的挤压，使得青藏高原及周边地区成为地震密集带。4 四川大地震的震害概况发生时间：2008年5月12日 14点28分震级：8.0死者：69，236人，下落不明人员：17，923人负伤人数：374，643人倒塌房屋：7.789，100户半倒塌房屋：24，590，000户直接经济损失总额：8，451亿人民币受灾时作为应该发挥功能的地区设施，除了政府办公室、警察局、医院、学校等公
8、共设施以外，还有道路、桥梁、上下水道等基础设施。这次四川省的受灾情况，高速公路网和城市内的高架道路并没有较大的收到损坏。虽然山区的基础设施由于大规模的斜坡崩塌受到破坏，但是导致较大人身伤亡的则是在学校这种很多人聚集的公共设施以及住宅里。4.1 多高层钢筋混凝土结构房屋相对而言钢筋混凝土结构有较好的抗震性能，但在512汶川地震的极震区出现了钢筋混凝土框架结构的倒塌和严重破坏，在中低烈度区则破坏相对较轻。多高层钢筋混凝土结构房屋震害主要发生在框架柱和填充墙等部分，柱端与梁柱节点的震害最为严重，而楼板与次梁一般震害较轻。不同烈度区震害特征不同。在高烈度区框架结构遭受中等或严重破坏，重者甚至倒塌，主要
9、破坏是节点或柱端，混凝土严重压碎，钢筋严重压曲，节点破坏后柱端水平断裂、错位，填充墙剪切裂缝较严重或局部倒塌；在中烈度区，框架结构遭受中等或轻微损坏，主要震害是柱端产生水平裂缝，梁端产生垂直裂缝与斜裂缝，节点混凝土轻微压碎、钢筋轻微弯曲，填充墙产生较多的交叉斜裂缝；在低烈度区，框架结构般基本完好，砖填充墙大多完好，少数轻微破坏。4.2 砌体结构房屋5.12汶川地震的砌体结构房屋破坏严重，特别是一些未进行抗震设防的老旧建筑和村镇建筑。在北川、汉旺、映秀、红白镇等高烈度区90%以上的砌体结构倒塌或严重破坏，一些建筑群或临街建筑成片倒塌，未倒者的破坏也相当严重而不能继续使用。在中烈度区砌体结构和底框
10、结构震害比较严重，部分房屋倒塌，多数严重破坏或中等破坏，在绵阳等低烈度区砌体结构少数严重破坏或中等破坏，多数为轻微破坏或基本完好，成都等地以完好或轻微破坏为主，一些老旧砖房的墙体有破坏或局部倒塌。4.3 学校四川大地震因学校建筑的倒塌以及由此造成学生的伤亡而受人瞩目，这是由于地震发生时刻是上学的时间带。与2005年10月的巴基斯坦地震一样，倒塌的学校都产生了墙壁和地板、砖等瓦砾状的破坏。4.4 医院绵竹市汉旺镇的医院建筑物几乎全部倒塌，已经完全丧失了作为医院的功能，不过，没有倒塌的建筑物还有少数避难者居住着，周围有很多倒塌的建筑物。4.5 村镇建筑村镇建筑主要以砖混结构、砖术结构、石术结构、木
11、结构等为主，一般为平层或两层。由于村镇建筑主要为自建房，段有进行抗震设计或缺少必要的抗震措施，在这次地震中受损严重，在极震区部分村镇几乎被夷为平地。4.6 工业厂房汶川地震灾区有不同年代的工业厂房，抗震设防措施和水准不尽相同，其破坏程度不同，经抗震设计的厂房震害轻，而老旧厂房震害重；不同结构体系的工业厂房其破坏程度不同，相对而言钢结构厂房震害轻，钢筋混凝土排架预制钢筋混凝土大型屋面板厂房震害重。高烈度区工业厂房主要是屋盖破坏、维护墙体倒塌，柱子倒塌的少，但阶梯柱上阶破坏严重；烈度稍低的地区，厂房震害主要是维护结构破损或天窗架破坏。5 震害的原因及相应的对策5.1 正确理解震害严重的原因没川地震
12、震害严重的主要原因是震级大、烈度超过设防烈度过多。对待此次地震时应注意避免两种倾向：不能因为震害严重而要求结构必须强大到足以抵抗任何可能的地震，也不可把地震震级大作为一种“借口”而忽视对震害所暴露的各项技术、管理问题的研究。5.2隔震技术的进一步推广国内外多次地震以及本次地震都证明，隔震技术能极大地提高结构抗震性能，是一项比较成熟的技术，而且所增加费用有限。工程应用表明，在我国基础隔震建筑与传统的建筑相比，房屋建筑的工程造价增加5一10左右，而结构的功能却可以得到明显提高。因为传统结构只能保证结构在大震下不倒塌，但不能保证结构不发生破坏及各种使用功能的正常进行。此次汶川地震中，有大量的房屋建筑
13、虽然没有发生严重的结构破坏，但因装修或室内设施的破坏，带来了不小的经济损失。因此，从结构的整个生命周期看，尽管基础隔震建筑增加了5一10的工程造价，但它带来的效益远远大于所增加的投资。因此，在高烈度区应大力推广隔震建筑，提高结构的抗震性能。5.3 科学、严格的建设管理汶川地震建筑物震害反映了建设管理问题，如未纳入建设监管范围的村镇建筑破坏严重；在工程选址时未能很好的避开抗震不利地段，有的甚至建在断裂带上。此次地震后应进一步强化建设监管，科学、严格的建设管理是提高抗震防灾综合能力的重要保障。5.4 广泛的系统工程抗震防灾涉及防、抗、减、救等技术活动，牵动社会各个层面。汶川地震灾情重大，政府反映迅
14、速，组织得力，全国人民众志成城，展现出空前的凝聚力，这是抗震救灾工作的重要基础。但此次救灾过程中也反映出不少问题，如地震发生后，一些城市的应急救灾预案制定得过于笼统且不具有可操作性，延误时机；救灾期间灾民的心理抚慰和社会稳定等没有得到足够重视，影响救灾战斗力；市民的抗震防灾意识还不够高等，应进一步完善我国的抗震防灾体系建设。6 抗震设防面临新的问题和挑战经过抗震设防的建筑经历了考验同时也提出了新的问题和挑战。汶川地震建筑物震害表明，经过抗震设防的建筑，震害明显比未抗震设防的建筑轻；按照新抗震规范设计建造的建筑，震害明显比按老规范设计建造的建筑轻。但同时也提出了新的问题和挑战。 (1)抗震设防目
15、标问题汶川地震中经抗震设计的建筑物基本达到了小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防目标，但问题是不是所有经抗震设计的建筑物都达到了这个目标，没有达到这个目标的建筑物有没有规范上的原因?现行的抗震设防目标能不能让使用者接受，如中震可修时发生严重的财产损失，超过“大震”后是否就允许结构倒塌?如何防止结构倒塌?这有待开展进一步的研究工作。(2)抗震设防烈度问题汶川地震大部分受灾区的实际烈度超过抗震设防烈度，很多地区提出了提高抗震设防烈度的要求。但问题是如何从概率角度上认识一次强度极大的地震，是否有必要大幅度提高抗震设防烈度?政策层面上是否允许提高?提高抗震设防烈度后对造价的影响能否接受?提高抗震设防
16、烈度后既有建筑如何处理?这都有待我们去研究。(3)抗震设防标准问题医院和学校建筑的破坏使抗震设防标准问题受到人们的重视。有没有必要提高医院和学校建筑的抗震设防标准?提高建筑物的抗震设防类别从经济角度上会有多大影响等有待研究。(4)现行抗震规范的有效性验证问题虽然经抗震设计的建筑物震害比不经抗震设计的建筑物震害轻，能否说明现行的抗震规范是有效和可信的?如何判定规范的有效性，建筑倒与不倒是否可作为评判规范有效性的标准?建筑物震害从哪些方面检验了规范?不同烈度区不同结构的抗震性能不同，低烈度区遭受中震时，砌体结构几乎完好或轻微损坏，但框架结构因填充墙破坏严重而造成较大损失，而当遭受大震等更高烈度影响时，砌体结构可能发生严重破坏或倒塌，框架结构则可维持不倒，除结构
