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标 题: 焦点访谈：汶川大地震为何破坏巨大
发信站: BBS 未名空间站 (Mon Oct 6 20:03:54 2008)

焦点访谈：汶川大地震为何破坏巨大 2008年06月24日

汶川大地震属于构造地震，构造地震由地壳发生断层引起，相对于火山地震等其他几种
地震类型，构造地震的波及范围大，破坏性也大，世界上几乎所有破坏性地震都属于构
造地震，而构造地震对建筑物的破坏占到首位，此次汶川大地震就造成2000万房屋受损
坏，大量的房屋倒塌。那么地震是如何对这些建筑物造成破坏的？为什么在同一个地方
有的房子倒了，有的房子却没有倒？地震中决定房屋损毁的因素又有哪些？

汶川大地震是由印度板块向亚洲板块俯冲造成青藏高原快速上升导致的，而在这个俯冲
过程中，由于遇到四川盆地下面钢性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累，
最终在龙门山北川至映秀地区突然释放，这种经过长期积累而突然释放的能量非常巨大
，作用到地表的建筑物上就造成了对建筑物巨大破坏，那么它们到底是怎样对房屋造成
破坏的？

清华大学建筑设计研究院研究员马宝民，在地震之后赶赴灾区对大量遭到毁损的房屋进
行了分析，他说，此次地震简单的用三个字来概括：颠、摇、扭。因为颠的力量很大，
就使底层也就是第一层的柱子、墙的内力增加，那么很有可能第一层的柱子就承受不了
而垮掉，甚至有些还一层一层的砸到底。而地震时，摇的方向是水平方向，假如墙的方
向又和地震波方向是平行的话，墙就会出现斜的裂缝，假如地震波一会往这边，一会往
那边，那墙上就会出现x形的裂缝。

　同时地震波的传播方式又分为纵波、横波和面波，因为地球表层岩层的复杂性，地震
波在传播的过程中就会出现更为复杂的波形。

　产生扭的力量是因为有时候地震波传过来后，像激流里的旋涡，所以地震波有时也会
出现“扭”这种波形。

据了解，当地震来临时，颠、摇、扭这三种力量往往就会在一起作用于建筑物，这样对
房屋的破坏力就更大，而对汶川大地震来说这还不是最严重的，最严重的是汶川大地震
的最大烈度达到了11度。地震烈度是地震发生时，在波及范围内一定地点，受地震影响
所破坏的程度，而我国地震烈度表上最高烈度是12度，也就是说汶川大地震的烈度几乎
接近极限。

中国建筑科学院工程抗震研究所原所长王亚勇，从事抗震科研工作30年。他说，在汶川
大地震这种情况下，所有在地面上的物体，包括房屋都会被抛起来，然后再落下去，或
者左右摇晃，应该说所有的房屋建筑，包括树、电线杆，地面上所有建筑物都会被破坏。

所谓的地震烈度是为了在实际工作中评定烈度的高低，而制定的统一评定标准，包括人
的感觉、房屋震害程度、水平向峰值加速度等多项评定指标。我国评定地震的最高烈度
只有12度，而对于像汶川大地震这样11度的烈度，在烈度表上是这样描述的，普遍倒塌
，地震断裂延续很大，大量山体滑坡。而普遍的意思就是指90%以上的房屋都会倒塌。

此次地震的能量巨大，断层破裂后产生运动非常强烈，它在震中地区的强度是以加速度
来计算的，它的加速度可能超过一个重力加速度，也就是超过一个g，而超过一个g就可
以使地面上所有的东西都被抛起来，脱离地心的引力，已经比重力加速度还要高了。

马宝民说，假设我们把一个房子旋转90度，那么这个房子就相当于水平的伸出去，这个
房子就很难保得住。由地震引起的11度烈度所产生的能量比自由落体的1个g还要大，大
体上是1.6g左右，而1.6倍房屋的重量不是静止的而是摇动的，在一个动态情况下房子
就很难保住。据中国地震局分析，汶川地震是逆冲右旋走滑挤压性断层地震，这种地震
所形成的破坏力几乎是所有地震中最大的。

王亚勇表示，此次地震既有左右走滑错动，又有上下的叫逆冲，这种断层破坏的能量是
巨大的，震级大、震源浅、烈度高，因为地面运动强烈，所以大量房屋在汶川大地震中
遭到严重破坏，从某种程度上来讲是很难抗拒的。

　但在震区所产生的破坏能量又不相同，同类建筑物遭受破坏的情况也不仅相同，这又
是什么原因导致的呢？

根据中国地震局工程力学所提供的汶川大地震龙门山断裂带示意图显示，主断裂带长
300公里，南起理县、汶川，经茂县、北川乃至平武、青川一带，断裂带经过的地区正
是此次地震遭受破坏最严重的地区。映秀至北川断裂带垂直或水平方向，甚至因此出现
位错，有些错位方向长达六米，除了这个主断裂带还有其它小断裂带，另外地震裂缝、
地震鼓包、同震隆起等地面破坏现象随处可见。专家认为，断裂带穿过之处即使大山大
河都会因此而发生改观，桥梁房屋更是很难幸免。

穿过建筑物下面相等于把建筑物的基础撕裂了，那什么样的建筑物抗不了地震？震区的
很多地方在同一区域内房屋发生了倒塌，有的房屋却基本完好，其中一些就与断裂带有
关，例如在彭州小鱼洞的街道，裂带从地下穿过的房屋倒塌，而相邻的房屋却基本完好
，类似的情况在震区比比皆是。

　马宝民说，地震带通过山的时候把山劈开了，房子还能比山结实吗？所以通过断裂带
的房子很难不垮塌。

除了断裂带的原因还有其它原因可以使同一个地方的房子损坏不一样，中国地震局在四
川什邡八角台地震台设了一个地震加速度记录仪，汶川大地震发生时所侧到的竖向加速
度是632.9cm/s2，水平加速度是（东西）548.9cm/s2。也就是竖向的震动比水平的震动
大，在这种情况下，如果房屋很空旷，跨度很大，就很容易造成递次性的倒塌，相反，
如果房屋的开间很小，有很多墙体，竖向震动就不会倒。经察看后，专家得出的结论是
汶川县映秀镇漩口中学的主教学楼属于竖向震动作用下遭到的损坏，另外专家解释地震
产生的波段到达不同的地方也会使一些建筑物发生不同程度的损毁。在远离震中300公
里的西安市一个热力厂的烟囱150米高，钢筋混凝土结构，按道理它的抗震能力是很好
的，但奇怪的是汶川地震发生时，整个烟囱的上部分竟平移出来后拦腰侧翻。这就说明
它的长周期的成分非常显著，跟烟囱发生了共振，共振的结果是使烟囱的地震响应非常
强烈，造成了破坏。相反在西安很多砖烟囱，矮的没有什么损坏，这就是地面运动决定
的。

汶川大地震因为震级高、烈度大，情况非常复杂。据了解地震发生时，地震力发生的传
播方向不同，地震波传播过程中产生叠加效应，加上建筑物所在场地地质结构不同，造
成的破坏情况非常复杂，例如地震波从东南穿过龙门山到达冲积平原后，已有较大衰减
，而到达聚源镇等地时却有所加强，通过郫县境内时又有所衰减，但到达成都后又再次
有所加强，汶川大地震的复杂性也使此次地震情况呈现出极大的复杂性。

王亚勇解释，有地震本身的特点，竖向地震动与水平地震动的影响不一样，有地震波的
方向不一样，像有些专家说的波峰、波谷，假如房子正好落在波峰上，可能破坏就大多
一点，落在波谷上破坏就轻一点，就好像唐山地震中好多房屋排在一起，它就隔一栋隔
一栋的破坏。在台湾9.21地震的时候，一条三米宽的马路，马路一边房子倒塌得一塌糊
涂，而另一边仍然完好，连电线杆都没有歪，这可能跟断层有关系。

　专家认为，单就建筑物本身来说，当地震来临时，它会损坏到那种程度也有很多方面
的原因，比如房子的结构、朝向甚至是房子体型。

马宝民说，房子有的体型对抗震是有利的，有的体型对抗震是不利的。例如比较规则、
比较均匀、比较对称，就向我们通常所说的那种方方正正，上下一样粗，一样大的这种
房子往往抵抗地震能力比较强。

王亚勇说，当地震来临时，一个建筑物的损坏程度有多大，会不会倒塌，取决的因素很
多，一个是距离震中的远近，普遍来说离震中越近破坏就越严重，第二个，跟地基有关
系，有些软土地基，可能破坏就严重，有些地基可能会液化，液化也会造成建筑物的破
坏，地基失稳了建筑物就破坏，当然跟结构本身的类型有关系。

　马宝民还介绍说，房子在设计中有合理不合理的设计因素，还有施工方面，例如用的
材料是不是合格，有没有偷工减料。

据了解，我国所有地区的正规建筑物都有一定的设防能力，如果发生的地震对某个地区
造成的烈度在基本设防烈度内，那么房屋应该不会倒塌。如果倒塌，专家认为就可能与
建筑质量有关，但是如果地震造成的烈度高于基本设防烈度，比如汶川震中区烈度达到
11度，而该地区的设防烈度是7度，在这种情况下就很难判定房屋倒塌是否与质量有关。

　王亚勇说，11度与7度的地震力差十倍，你想一个房子设计的再强再好，它能抗得住
大10倍力的作用吗？所以应该来说很困难。

基本设防烈度是国家根据历史统计和地震部门的研究，得出当地发生各种地震烈度的概
率，在此基础上综合多种因素，规定出的各地建筑物抗震要抵御的基本烈度。因为各地
发生地震的概率和地震情况不同，也就是对抗震要求不同，所以设防烈度也不尽相同，
北京的设防力度是8度，四川大多地区的设防烈度是7度。

马宝民说，我们的设防烈度，基本上是根据历史上这个地区发生过的地震最大震级加半
个震级，然后经过一番研究制定出各个地区的设防烈度，总的依据是历史上有过记录的
东西。

按说设防烈度越高，建筑物的抗震标准就越高，但是因为建筑抗震对全世界的建筑研究
者来说是一个难题，所以设防标准不可能一味的设得太高，地震难以预测，什么时候发
生，在什么地方发生，会有多大的烈度，这些都是预先未知的。综合一个地方的发展水
平等多方面的因素，设防烈度只能根据当地的地质和历史情况设定出相应设防烈度，这
也是世界上容易发生地震的国家通行的方法，马宝民说，例如我们从抗震6度提高到7度
，可能结构的成本大概会增加20%到30%，现在房子的使用年限一般是50年，但是发生地
震的这种频率，不是说每一个地方，都有这么高的频率，所以这个得综合统筹考虑。

王亚勇说我们的设防是按一定水准来设定的，不可能把它设定得太高，对一个地区来说
它有一个总体要求。所以我们只保持在一个合适的水平来设定设防烈度。

　不过设防烈度也不是一成不变的，有关部门会根据地震发生的变化作修改和调整，在
科学的基础上，制定出适合当地情况的设防烈度。

王亚勇介绍：“国家地震局，已经对汶川地区的抗震设防烈度作了调整，那么比如象绵
阳、德阳等，原来是6度的设防，现在都提高到了7度。相应地汶川、北川都提高了1度
，这个已经作了调整，所以现在的设防标准要比以前高。”

专家还认为，这次汶川大地震是一次千年不遇的特大地震，能量大到了我们难以相信的
地步，造成的破坏也超出了我们的预料，有些破坏在一定程度上是难以抗拒的，也给我
们留下了许多研究的课题，尽管地震发生不能避免，但是人类的抗震水平可以提高。汶
川大地震后，中国建筑科学研究院的多家研究机构都派出专家赶赴灾区，开展震后建筑
应急评估的多项工作，以便今后从中找出适合国情的抗震技术，更有效的防范地震灾害
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