災害警示|花蓮地震中不可忽視的兇手:近斷層地震動脈衝

2022年11月03日16:34:16 熱門 1898

地震概況

北京時間2018年02月06日23時50分,台灣花蓮縣附近海域發生6.5級地震,震源深度11千米。地震造成花蓮統帥大飯店、雲門翠堤大樓、國盛六街2號民宅、國盛六街41號民宅和七星潭大橋等建築結構倒塌,其中雲門翠堤大樓二層民宿旅館的傷亡最為嚴重。據分析此次地震烈度達到台灣地震烈度最高值7度(相當於中國大陸地震烈度的8-9度)。

據媒體9日晚最新報道,花蓮強地震目前遇難人數上升至17人,其中包括9名大陸遊客,另有278人受傷。

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災害分析一

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有專家指出,花蓮4棟倒塌大樓共同點:都是軟腳建築。軟腳建築也稱為底部薄弱層建築。這類建築的」共同點是為滿足建築特殊功能需要或使用方便,底部一層到兩層設計為較大的空間,柱子挑高而少填充牆,如底層作為大廳、停車場、商店等等,上部樓層採用較多的填充牆作為分隔,作為住宅等。另外,像台灣這種多雨地區的樓房底層多建騎樓騎樓較其他樓層少了一面牆,再加上一樓多多為商店而柱子挑高,形成頭重腳輕、上剛下柔的軟腳現象。如果軟腳的方向恰與地震波的方向相同,加上一些結構設計和施工中的偶然因素,就容易發生底層垮塌的不幸事件。

災害分析二

本次地震動倒塌建築和引發此次地震的斷層的位置,從下圖中可以看到,倒塌結構都分布在斷層附近。另據資料,全台灣共有33條活動斷層,其中又依照活躍度分為兩類,有20條是最活躍的第一類活動斷層,其中就包含米侖斷層等。

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NARlabs報告中倒塌建築的分布

深度分析

花蓮測站的地震記錄看起來和我們常見的地震波有點不太一樣。以汶川地震波為例,從圖中可以看出由於汶川地震震級大,斷層發生了兩次破裂,強地震波持續時間接近2分鐘。

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而花蓮測站記錄到的強地震波持續時間要短的多,只有大約10秒左右。但是在25秒到30秒之間,有兩個「顯眼」的大波動。這種大波被稱為「脈衝」。

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如果把加速度換成速度和位移的話,「大波」會更明顯,其中東西向速度脈衝的峰值為118.1cm/s,位移脈衝的峰值為71.0cm,南北向地震動的速度脈衝為80.4cm/s,位移脈衝峰值為71.5cm。

已有研究都表明,這種「大波」可能會對建築物造成更複雜的影響,甚至明顯加重建築物的破壞。

花蓮測站地震記錄與8度設防地震輸入的對比

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分析發現在中小周期段(0-0.4s),二者差別不大,而在中長周期段(0.4-6s),花蓮地震的平均值明顯高於設計值。抗震設計規範規定的設計曲線是統計平均值,如果結構所在場地的位置特殊,距離斷層很近,地震強度會大大超過平均值,往往會引起嚴重的地震災害。

災害警示

地震給人類造成巨大災難,也給我們留下極其深刻的教訓和啟示。破壞性地震發生後,位於活斷層及其附近的建築均遭到毀滅性的破壞,人們以血淚為代價,真正體會到活斷層恐怖威力,活斷層被認為是埋在城市、鄉村地下「不定時的炸彈」。災害調查警示我們,凡重視抗震設防,且達到抗震設防要求的建築,或未遭破壞,或破壞明顯偏輕。

註:部分圖片來源於網路

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