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二蛋与三柱子:关于地震震级与烈度的讨论

 xlearner 2022-09-09 发布于北京

二蛋,Double Egg,是能源化工行业一名工程师。

三柱子,Treble Cylinder,是二蛋的同事与好朋友。

9月5日12时52分,四川甘孜州泸定县发生6.8级地震,震源深度16公里。地震发生时正值成都疫情,全城封控,所有居民原则居家。

三柱子家住30楼,正酣酣地在家睡午觉,突然剧烈的震感将三柱子从睡梦中惊醒,手机上的地震预警响个不停。

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外省来的三柱子哪见过这场面,赶紧提着衣服裤儿拿着手机就往外跑,刚到门口又突然意识到外面有疫情出不去,况且自己家住30楼,还不如往楼顶跑,哪怕是被埋了也能先挖出来。于是三柱子戴着口罩转头向楼顶跑去。

三柱子刚跑到楼顶,手机铃声就响了起来,是二蛋打来的。

二蛋:“刚刚泸定发生了6.8级地震,你那里没事吧?”

三柱子:“吓死哥了,刚刚感觉楼都要倒了,你也快往楼顶跑吧,没准能先挖出来。”

电话那头二蛋忍不住笑出声音来:“我压根就没跑,小震不用跑,大震跑不了,正确的做法是躲在卫生间、厨房等小角落,即使倒了也能形成生命三角空间。”

三柱子:“你怎么那么淡定呢,不怕一万就怕万一啊,要是楼真倒了你二蛋就要变成二煎蛋了?”

二蛋呵呵一笑:“倒不了,倒不了。你没看到地震预警预估烈度为4.3级吗?我们成都地区设防烈度为7度,况且我们房屋结构都是按三水准设防为目标的,你就放心吧。”

三柱子:“你说的设防烈度是什么意思,它和地震震级有什么关系?”

二蛋:“震级是地震大小的度量,是用地震释放能量级别的对数表示的。包括我国在内的世界上绝大多数的国家,都采用的是“里氏震级”标准。里氏震级M=logA,A是标准地震仪(摆的自振周期为0.8s,阻尼系数为0.8,放大倍数2800倍的地震仪)在距震中100km处记录的以微米为单位的最大水平地动位移(即震幅)。

一次地震只有一个震级,震级越高,表明地震释放的能量越多。可以把地震想象成地底下埋上了炸药,不同当量的炸药威力不一样,这个炸药的威力就对应了地震震级。

震级M与震源释放的能量E之间有如下对应关系为logE=1.5M+11.8,即震级每差一级,地震释放的能量将相差32倍。

一般认为,小于2级的地震,人们感觉不到,只有仪器才能记录下来,称为微震;2~4级,人可以感觉到,称为有感地震;5级以上的地震能引起不同程度的破坏,称为破坏性地震;7级以上称为强烈地震或大震;8级以上称为特大地震;目前世界上有记录到的最大地震为8.9级。

而地震烈度表示地震时一定地点地面震动强弱程度的尺度。对于一次地震,表示地震大小的震级只有一个,但它对不同地点的影响是不一样的。一般来说随距震中的远近不同,烈度就有差异,距震中越远,地震影响越小,烈度就越低;反之,距震中越近,烈度就越高。当然,地震烈度还与地震震级、震源深度、地震传播介质、表土性质、建筑物动力特性有关。对于大量震源深度在10~30km的浅源地震,其震中烈度I与震级M的对应关系如下。

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当然,定量的地震烈度是通过所在地地震峰值加速度和峰值速度来分类的,具体需要查询《中国地震烈度表》(GB/T 17742-2008)。”

三柱子:“你这么一说我有点懂了,原来我们图纸上经常写的地震设防烈度是这个意思。那三水准设防又是什么东西呢?”

二蛋:“抗震设防是指对建筑物进行抗震设计和采取抗震构造措施,以达到抗震的效果。抗震设防的依据是抗震设防烈度。我国的抗震规范中提出,一般情况下建筑物设防目标如下:

(1)第一目标—— 小震不坏。当遭受低于本地区地震基本烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不修理可继续使用。

(2)第二目标——中震可修。当遭受相当于本地区地震基本烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用”。

(3)第三目标——大震不倒。当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

以上就是三水准设防。为达到上述三点抗震设防目标,可以用三个地震烈度水准来考虑,即多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度。按照现行规范设计的建筑物,在遭遇多遇(小震)时,基本处于弹性阶段,一般不会破坏;在罕遇地震作用下,建筑物将产生严重破坏,但不至于倒塌。

所以这次4点多的破坏烈度对7度设防的成都建筑物只能产生弹性位移,地震过去后建筑物即恢复原状。”

三柱子:“没想到你小子懂得可真多啊。”

二蛋:“没吃过猪肉还没见过猪跑吗?四川是地震大省,你以后就习惯了。”

三柱子:“成都离泸定有几百公里,本次地震烈度不大,但泸定那边可就惨了啊,泸定地区地震设防烈度为8度,本次地震震源深度只有16公里,震中地区破坏烈度至少也是8度以上,一些新建建筑可能还勉强能扛住,可有些老建筑就不一定了,这次受损可不小啊。哎,愿天佑四川,今年我们也太难了。

二蛋:“你小子还会现学现用了。是啊,所以以后我们做工程设计时也要重视力学与抗震分析啊。

三柱子:“你说得没错。好了,我先不给你说了,天台有点冷,我先回家了。”

说完三柱子挂完电话准备回家,可突然想起自己跑出来的时候没带钥匙。

该死,现在外面出不去,家也回不了了。 

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