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由楼上震感能评估所在地地震烈度和远处地震震级吗?

已有 3469 次阅读 2013-4-29 20:57 |个人分类:防灾减灾|系统分类:观点评述| 地震, 震感, 震级, 烈度, 概念辨析

讨论专业问题,最终得回到基本概念,这也是科学网学科交叉的一个特色。尽管很是遗憾,但能暴露出问题,能有得以澄清的场合,还是一件幸事。

       

曾听说有一位地质地震学科的学者,出差到成都时,在楼上感受到了一次地震,能由其在楼上的感受断言出是某处发生了一次几级余震。本博听到后很是惊讶和佩服,因为,由楼上震感推算出远处地震的震级,需要具有多个环节涉及多个学科的专业知识:

     

(1)建筑结构由基础向上至那个楼层的振动传递特性(与结构类型和楼层数等相关),分析的专业基础是工程结构动力学;其中楼层数越高、平面形式越不规则,参与地震响应的振型类型及其阶数会越多,不但有平动分量还有转动分量;

     

(2)由建筑所在场地地基向基础的振动传递特性(与基础类型相关),分析的专业基础是土动力学中的地基-基础动力相互作用理论。在这个环节,基底直接受地基土支撑的浅基础、深入地基土深处甚至底部嵌入下卧基岩的桩基础、隔震基础,其振动传递特性彼此有很大的差别,即使是对同类型场地(地震烈度相同)的上部结构相同的建筑,它们也会使得各楼层的震感彼此不同;

     

(3)由震源向建筑所在地地基的振动传递特性(与地层构造及每层的物理力学特性、地貌、震中距等相关,粗略地可由地震动衰减函数来反映),分析的专业基础是地震波的传播理论;其中由实测的建筑场地加速度和速度峰值大小,可根据法定的地震烈度表评定这次地震在该处的实际地震烈度。

     

读到这里,我想读者应该能明白我为何有上述的敬佩和惊讶了吧?那是一位怎样的地质地震学者啊?! 要么很牛,已精通了那么多的交叉学科专业知识;要么吹牛,在不熟系所在建筑的基础形式和结构动力学的情况下,竟然能由在楼上的震感能准确地推算出哪里发生了几级地震!

     

作为土木工程地震防护的常识,一次地震只有一个震级,但反映传播到各地的地震动强烈程度的地震烈度会有不同。我国对一场地震中各地的地震烈度进行评定的依据是现行的中国地震烈度表, 其中描述了每个地震烈度下评定区域的地表和地面建(构)筑物的损坏状况,并给出地面水平地震动加速度、速度峰值参考数值。由于我国城乡建筑实际抗震能力有较大差别,农村建筑在中、强震时的损伤和破坏程度整体要比城区的严重,所以目前我国在一场破坏性地震后的烈度分布图(不是作为各地抗震设防水平依据的地震烈度区划图),大多是基于震后立即启动的震害抽样调查的结果,而不能震后很快利用地震动监测网实测的地震动加速度和速度峰值数据来绘制。

       

最后说一下我国地震动区划的概念,它包括地震动烈度区划和地震动参数区划(最大加速度、场地特征周期等),这是根据地震学、地质学、历史地震、所在地人口密度和财富集中程度等资料经综合分析后提出的,由中国地震局主持编制,是我国各地开展地震设防各项工作的技术法律依据。原以为新版本能于2012年面世,但不知道什么原因却至今不见下落。若科学网有海外华人地震地质学者在我国地震动区划方面指责土木工程界的从业人员,则不是真地已经糊涂,就是别有用心。

         

对住宅包括在内的民用与工业建筑抗震设计,其中包括两个方面:地震作用效应计算,抗震措施设计。前者要用到设防地震烈度下的场地地震动加速度峰值甚至进行时程分析所需的地震波形、场地特征周期等;后者则是不用计算的,主要是技术标准根据以往震害调查和科研后规定的相关技术性措施,如对应用广泛的多层砌体建筑须采用钢筋混凝土构造柱、圈梁和在一些部位砌体中配置钢筋等,以提高建筑在遭受地震时的整体性而不倒塌。

         

注:本文是本博在沪外手头无参考资料情况下的即兴之作,对其中不够严密之处,欢迎点评指正!



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