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二蛋與三柱子:關于地震震級與烈度的討論

 xlearner 2022-09-09 發(fā)布于北京

二蛋,Double Egg,是能源化工行業(yè)一名工程師。

三柱子,Treble Cylinder,是二蛋的同事與好朋友。

9月5日12時52分,四川甘孜州瀘定縣發(fā)生6.8級地震,震源深度16公里。地震發(fā)生時正值成都疫情,全城封控,所有居民原則居家。

三柱子家住30樓,正酣酣地在家睡午覺,突然劇烈的震感將三柱子從睡夢中驚醒,手機上的地震預警響個不停。

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外省來的三柱子哪見過這場面,趕緊提著衣服褲兒拿著手機就往外跑,剛到門口又突然意識到外面有疫情出不去,況且自己家住30樓,還不如往樓頂跑,哪怕是被埋了也能先挖出來。于是三柱子戴著口罩轉頭向樓頂跑去。

三柱子剛跑到樓頂,手機鈴聲就響了起來,是二蛋打來的。

二蛋:“剛剛瀘定發(fā)生了6.8級地震,你那里沒事吧?”

三柱子:“嚇死哥了,剛剛感覺樓都要倒了,你也快往樓頂跑吧,沒準能先挖出來。”

電話那頭二蛋忍不住笑出聲音來:“我壓根就沒跑,小震不用跑,大震跑不了,正確的做法是躲在衛(wèi)生間、廚房等小角落,即使倒了也能形成生命三角空間?!?/p>

三柱子:“你怎么那么淡定呢,不怕一萬就怕萬一啊,要是樓真倒了你二蛋就要變成二煎蛋了?”

二蛋呵呵一笑:“倒不了,倒不了。你沒看到地震預警預估烈度為4.3級嗎?我們成都地區(qū)設防烈度為7度,況且我們房屋結構都是按三水準設防為目標的,你就放心吧。”

三柱子:“你說的設防烈度是什么意思,它和地震震級有什么關系?”

二蛋:“震級是地震大小的度量,是用地震釋放能量級別的對數(shù)表示的。包括我國在內(nèi)的世界上絕大多數(shù)的國家,都采用的是“里氏震級”標準。里氏震級M=logA,A是標準地震儀(擺的自振周期為0.8s,阻尼系數(shù)為0.8,放大倍數(shù)2800倍的地震儀)在距震中100km處記錄的以微米為單位的最大水平地動位移(即震幅)。

一次地震只有一個震級,震級越高,表明地震釋放的能量越多??梢园训卣鹣胂蟪傻氐紫侣裆狭苏ㄋ?,不同當量的炸藥威力不一樣,這個炸藥的威力就對應了地震震級。

震級M與震源釋放的能量E之間有如下對應關系為logE=1.5M+11.8,即震級每差一級,地震釋放的能量將相差32倍。

一般認為,小于2級的地震,人們感覺不到,只有儀器才能記錄下來,稱為微震;2~4級,人可以感覺到,稱為有感地震;5級以上的地震能引起不同程度的破壞,稱為破壞性地震;7級以上稱為強烈地震或大震;8級以上稱為特大地震;目前世界上有記錄到的最大地震為8.9級。

而地震烈度表示地震時一定地點地面震動強弱程度的尺度。對于一次地震,表示地震大小的震級只有一個,但它對不同地點的影響是不一樣的。一般來說隨距震中的遠近不同,烈度就有差異,距震中越遠,地震影響越小,烈度就越低;反之,距震中越近,烈度就越高。當然,地震烈度還與地震震級、震源深度、地震傳播介質、表土性質、建筑物動力特性有關。對于大量震源深度在10~30km的淺源地震,其震中烈度I與震級M的對應關系如下。

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當然,定量的地震烈度是通過所在地地震峰值加速度和峰值速度來分類的,具體需要查詢《中國地震烈度表》(GB/T 17742-2008)?!?br>

三柱子:“你這么一說我有點懂了,原來我們圖紙上經(jīng)常寫的地震設防烈度是這個意思。那三水準設防又是什么東西呢?”

二蛋:“抗震設防是指對建筑物進行抗震設計和采取抗震構造措施,以達到抗震的效果??拐鹪O防的依據(jù)是抗震設防烈度。我國的抗震規(guī)范中提出,一般情況下建筑物設防目標如下:

(1)第一目標—— 小震不壞。當遭受低于本地區(qū)地震基本烈度的多遇地震影響時,一般不受損壞或不修理可繼續(xù)使用。

(2)第二目標——中震可修。當遭受相當于本地區(qū)地震基本烈度的地震影響時,可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用”。

(3)第三目標——大震不倒。當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度預估的罕遇地震時,不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。

以上就是三水準設防。為達到上述三點抗震設防目標,可以用三個地震烈度水準來考慮,即多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度。按照現(xiàn)行規(guī)范設計的建筑物,在遭遇多遇(小震)時,基本處于彈性階段,一般不會破壞;在罕遇地震作用下,建筑物將產(chǎn)生嚴重破壞,但不至于倒塌。

所以這次4點多的破壞烈度對7度設防的成都建筑物只能產(chǎn)生彈性位移,地震過去后建筑物即恢復原狀?!?/p>

三柱子:“沒想到你小子懂得可真多啊。”

二蛋:“沒吃過豬肉還沒見過豬跑嗎?四川是地震大省,你以后就習慣了。”

三柱子:“成都離瀘定有幾百公里,本次地震烈度不大,但瀘定那邊可就慘了啊,瀘定地區(qū)地震設防烈度為8度,本次地震震源深度只有16公里,震中地區(qū)破壞烈度至少也是8度以上,一些新建建筑可能還勉強能扛住,可有些老建筑就不一定了,這次受損可不小啊。哎,愿天佑四川,今年我們也太難了。

二蛋:“你小子還會現(xiàn)學現(xiàn)用了。是啊,所以以后我們做工程設計時也要重視力學與抗震分析啊。

三柱子:“你說得沒錯。好了,我先不給你說了,天臺有點冷,我先回家了?!?/p>

說完三柱子掛完電話準備回家,可突然想起自己跑出來的時候沒帶鑰匙。

該死,現(xiàn)在外面出不去,家也回不了了。 

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