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关于地震容易弄错的两个概念

已有 5659 次阅读 2008-6-14 09:16 |个人分类:科学杂谈|系统分类:科普集锦

 

 

关于地震容易弄错的两个概念

武际可

 

汶川地震已经过去了一个月了。由于它造成了巨大的破坏,所以引起了普遍的关注。不过从许多文章和谈论中,可以看出,有些人对于地震有两个概念没有搞清楚。

第一是把地震的震级和一个地方的地震烈度没有分清楚。其实这是两个不同的概念。

震级是表示一次地震大小的概念。现在是以这一次地震所释放的总能量来度量的。最早的震级标度是由美国地震学家里克特(CFRichter)1935年研究加利福尼亚地方性地震时提出来的。它是以一个标准的测振仪在距离震中一定的条件下,测得的数据为标准,具体规定以距震中100km标准地震仪”(或称安德生地震仪,周期08秒,放大倍数2800,阻尼系为08)所记录的水平向最大振幅(单振幅,以微米计)的常用对数为该地震的震级。后来,通过不断发展,根据远台及非标准地震仪记录的换算也可以用来确定震级。目前用里克特方法测算的已知的最大震级为89级。根据里克特在1953年提出的公式计算,每一级地震释放的能量都是次一级地震的31.7倍。这意味着,里氏震级每高出0.1级,就会多释放出0.412倍的能量。

这次汶川地震,最早公布的为7.6级,后来改为7.8级,最后定为8.0级,是因为测震点不会恰好在距震中100km处,所用的仪器也不一定是标准地震仪,在换算中会有差别所引起的,最后公布的显然是参考了较多地点测量结果综合计算得到的。美国公布的是7.9级。

一次地震,所引起的破坏程度,以震中为最强烈。随与震中距离增加,破坏程度会逐渐降低。为了度量一次地震对不同地点的破坏程度,又制定了一个地震烈度。一次地震,对于不同的地点烈度是不同的。就拿汶川地震来说,震中的具体位置是在北纬 31.015,东经103.365,这个位置在理县耿达到汶川县的映秀镇之间。在都江堰、汶川、成都、重庆等不同的地点,会感觉到不同的地震烈度,其破坏程度也就不一样。地震烈度分为12级。最早是以地震时地面的最大水平加速度来度量的,具体是烈度为7度时地表水平加速度为重力加速度的1/8每提高一度,加一倍。后来发现单纯用加速度不足以刻画破坏程度,因为当振幅很小时,加速度即使很大,破坏性也不大,所以后来又加入了水平振动的峰值速度。我国现使用的地震烈度表附后。一个地点的地震烈度既和震级有关,又和距离震中的距离有关。其间虽然有各种近似估计的公式,但最后评定每一个具体地点的地震烈度,还得要靠具体调查该地的震后破坏情况来定。

震级、发震时间、地点。这是地震预报要给出的三要素。要三要素完全准确无误地预报出来的确是地震预报迄今还在继续研究的难题。

第二个容易弄错的概念是,结构抗震的设防烈度。由于没有把震级与烈度分清楚,所以便误以为,在结构设计中的设防烈度,误以为是震级。例如名人余秋雨在《含泪劝告请愿灾民》中说:“已经有好几位国际地震专家说,地震到了七点八级,理论上一切房屋都会倒塌,除非有特殊原因,而这次四川,是八级!”这就没有把震级与烈度分清楚。落下一个笑柄。有的人还说:“由于汶川建筑设防是7级,这次地震是8级,所以房屋都倒塌了。”与余秋雨犯的是同样的错误。

国家建筑规范上对某个地区给了一个设防标准,是针对地震烈度来说的,而不是针对震级。它是根据当地有关地震的历史资料和今后发生地震的可能性综合评定得出的。具体说四川的绝大部分地区的地震设防标准是7度。

连带的一个错误就是,认为地震烈度超过了设防烈度,建筑物会全垮掉。实际上,设防烈度是指建筑物在给定的烈度下,还可以照常使用或稍加修理就可以使用。对于一般房屋建筑,规范要求:“多遇地震不坏,设防地震烈度可修和罕遇地震不倒”。像汶川那样的8级地震,在震中的地震烈度一般会达到11度,而随距震中距离加大,烈度会很快减小,损失也会逐渐减小的。而不是如余秋雨说的:“地震到了七点八级,理论上一切房屋都会倒塌,除非有特殊原因,而这次四川,是八级!”

话又说回来,是不是地震烈度达到10度或者如汶川地震的震中,达到11度,是否房子就一定会全倒塌呢。实际表明还是会有一些房子留存下来的。而要求在很强的地震烈度之下房屋不垮,即使结构破坏了,也至少要给人留出足够的生存空间,这正是抗震结构要研究的课题。

 

 

中国地震烈度表

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

无感

 

 

 

 

 

室内个别静止中人有感觉

 

 

 

 

 

室内少数静止中人有感觉

门、窗轻微作响

 

悬挂物微动

 

 

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

 

 

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

(0.220.44)

0.03

(0.020.04)

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

00.10

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

(0.450.89)

0.06

(0.050.09)

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

0.110.30

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

(0.901.77)

0.13

(0.100.18)

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

0.310.50

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

(1.783.53)

0.25

(0.190.35)

行动的人摔倒

严重破坏-结构严重破坏,局部倒塌,修复困难

0.510.70

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

(3.547.07)

0.50

(0.360.71)

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

0.710.90

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

(7.084.14)

1.00

(0.721.41)

 

普遍倒塌

0.911.00

地震断裂延续很长;大量山崩滑坡

 

 

 

 

 

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。

 

 

  



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