“地震科普教育与宣传工作的调研和建议”调研报告(续)
发表时间 2019-09-25 14:27 来源 未知

 澳门威尼斯人注册网站地震局地质所 董瑞树 何昌荣 刘静

 四.震害防御

  地震预报和灾后救援非常重要,可以减少人员的伤亡,具有重要的意义,但地震造成的人员伤亡和经济损失是无法挽回的,经济越发达损失越大。所以震害防御工作很重要。正如前联合了秘书长安南曾精辟地一言而道之:灾前的预防比灾后救援更人道、更经济。如果我们重视了地震灾害(包括各种自然灾害)防御工作,真正做到当发生地震时建筑物能做到“小震的时候不坏,中震的时候可修,大震的时候不倒”,可以减少人员的伤亡和经济的损失,也减少救援工作的负担。目前地震预测、预报尚未过关,由于经济的原因及技术上的困难,尚无法按高烈度的条件设计相关地区的房屋结构,所以必须注重震害防御工作,它是防震减灾的工作中重要的一步。我们在调研和平时接触中注意到在科普宣传、科普展馆中关于避震的宣传较多,但防震抗震内容的展示和宣传较少,特别是防震抗震减灾的内容更应给各级政府和领导多做宣传,特别是地震工作者也更应了解这些内容,加强宣传。

  (一)加强防震抗震和震害防御工作

  加强抗震设防的意识;首先要注意选定合适的抗震设防标准。选定合适的工程地震工作

  (1)根据我国《建筑抗震设计规范》尊从“三水准”设计原则是

  第一水准:当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震(“小震”)影响时,建筑物一般应不受损坏或不需要修理仍能继续使用;

  第二水准:当遭受到本地区设防烈度的地震(“中震”)影响时,建筑物可能有一定的损坏,经一般修理仍能继续使用;

  第三水准:当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震(“大震”)影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

  (2)选定合适的抗震设防标准。不同的建设工程有不同的抗震设防要求;

  抗震设防有明确规定:

  ①对于一般工业与民用建筑建设工程:

  必须按照国家颁布的地震烈度区划图或者地震动参数区划图规定的抗震设防要求,进行抗震设防。

  ②重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程;

  必须进行地震安全性评价;并根据地震安全性评价的结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。

  (二)注重诱发灾害的地质条件判定和加强区域地质研究——地震地质灾害浅析

  地震动会造成建筑物的破坏,但是地震地质灾害造成的破坏有时远大于地震动的影响。所以研究地震地质灾害的影响对震害防御工作是非常重要和必需的。所以首先了解地震对建筑物和构筑物主要的地质灾害

  地震诱发的地质灾害主要有以下三种类型:(文中的图片是澳门威尼斯人注册网站大地震产生破坏实例)

  地震的破裂效应:包括构造地震裂缝(地震断层错动引起)和非构造地裂缝—地裂缝;基底断裂活动隐伏裂隙可能使上覆松散土体出现地裂、地面沉陷裂缝、滑坡裂缝等。


  图1地震的破裂效应造成的破坏
 

  ②地基失效:包括地面沉陷、砂土液化、塌陷等,是造成建筑物破坏的重要原因之一。地基失效是否发生取决于在一定的地震作用和地质背景下能否发生液化、规模大小、震害轻重等因素,而这些都与土的类型、状态有密切关系。
 




 

  图2地基失效造成的破坏
 

  ③斜坡失效(稳):一般情况斜坡失效(稳)是指山体的斜坡失效,是靠近山区的地区可能发生的地质灾害。斜坡失效包括滑坡、崩塌、剥落、泥石流等。影响斜坡失效(稳)主要有以下几个控制因素:岩性控制作用、地形地貌控制作用、地震的烈度效应及气候的降雨和温度作用等;烈度在7度以上的强烈地震区均可诱发大量崩塌、滑坡发生并造成大的灾害。


  图3北川县城新中滑坡前后对比
 

  (三)按照《建筑抗震设计规范》进行建筑抗震设计

  如果未能完全按照《建筑抗震设计规范》进行的设计和建筑,会造成建筑物的损坏和人员伤亡。下面的实例已经说明按照《建筑抗震设计规范》有多么的重要。
 


 

  图4 北川的两座建筑物结构不同在地震遭到破坏明显不同左边楼根据《建筑抗震设计规范》进行建筑物的设计;右楼设计未根据《建筑抗震设计规范》设计。

 

  (四)震害防御工作具体要求和措施

  1加强抗震设防的意识:工程地震是做好这些工程抗震工作的前提,是工程抗震设计的基础

  根据我国《建筑抗震设计规范》尊从“三水准”设计原则,选定合适的抗震设防标准。

  (1)选定合适的抗震设防标准,不同的建设工程有不同的抗震设防要求,

  ①一般工业与民用建筑,考虑500年一遇的地震,超越概率为50年10% ;

  ②重要的单体建筑,考虑1000年或几千年一遇的地震的造成危险;

  ③重大工程和可能产生严重次生灾害工程,考虑万年一遇的地震。50超越概率0.5%。

  (2)选定合适的工程地震工作,不同的工程抗震设计所需要的工程地震工作是不一样的。

  ①一般工程的抗震设计需要——依地震区划图的结果;

  ②经济技术开发区、重要的厂、矿和城市的抗震设防需要——-地震小区划的结果;

  ③有一些工程需要——有场地地震危险性分析(包括概率性和确定性)结果。

  2重视工程所在区域的地质条件

  地震地质灾害造成的破坏有时远大于地震动的影响,所以处理地震地质的问题是值得重视的。

  地震的破裂效应的危险性评价涉及到断层本身:例如活动断层的规模、展布特征、活动时间、速率,特别是最后一次活动时代和活动特点。还应特别注意该断层是否为发震断层,它的最大可信震级和重复周期所以建筑物对活动断裂的避让,这需要地震地质学家确定建设地区活动断层的分布、活动强度、活动年代、活动性质等及对于危险的断裂如何避让等。

  ⑴在建筑设计时已经注意了建筑物和构筑物避让活动断裂所以建筑物和构筑物避让活动构造,不仅会防止地震造成的破坏,还可以避免断层蠕动时的灾害。避让活动断裂带研究在北京奥运会的场馆建设中已经发挥了作用。北京奥运会主场馆--鸟巢、水立方和五棵松篮球场馆所在地,在场馆建设规划时,北京市地勘局提前启动了奥运公园专项地质调查,地质人员确定了相关断裂带的准确位置、产状。奥运场馆的建设采取了避开活动断裂带保证了场馆的安全。这是建筑物避让活动断裂带一个很好的例子

  ⑵建筑物必设计时必须选择较好的地基,地基条件是建筑抗震的关键。即要土质坚实,地下水埋深较深,地震时地基不致开裂、塌陷或液化。在不宜建设的地基上建筑,必须首先做好地基处理,且避开山边、陡坡等可能引起山崩和滑坡的地区。特别是高层建筑地基条件必须好,承载能力大、且变形要小。例如:在建国家大剧院和五棵松体育馆时对石景山-东郊定福庄间进行地层剖面探测,其结果是,剖面经过天安门、国家大剧院和五棵松体育馆所在位置地层的上层为卵砾石和部分砂类土,不属于易液化地区,只要应对地基进行处理,建筑物和构筑物比较安全的。
 

  图 5石景山-东郊定福庄第四系地层剖面

  (据北京市勘查设计研究院的,2004年)
 

  ⑶滑坡的防治:

  滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡常用的方法之一是,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体-如下图:
 

  图6滑坡防止施工前后(日本)
 

  3必须根据《建筑抗震设计规范》进行建筑物的设计

  根据《建筑抗震设计规范》进行建筑物的设计,建筑材料要有足够的强度,联结部位或薄弱环节要加强,增加建筑物的整体性能,同时必须保证施工质量。还要用建筑学家研究的抗震建筑方法。并且根据建筑物功能的重要性的划分,按国家建筑抗震设计分类标准,不同的建筑归到不同的分类。为了避免大地震造成的破坏,除了必须根据《建筑抗震设计规范》进行建筑物的设计。我国地震工程科技人员寻找新的方法,也就是开始研究隔震、减震。消能与控制技术,从“硬抗”转到“软消”。经过地震工程和建筑工程人员的多年研究,已形成了较为成熟的建筑隔震技术,例如: 建筑物叠层橡胶支座隔震、摩擦摆隔震、滚轴支座隔震、滑移隔震、混凝土短轴支座隔震等。
 


图7 隔震居民楼----1993年汕头建成的我国第一幢橡皮支座隔震楼。
 

  该楼为汕头陵海路38号。是一座8层住宅楼,有56间房屋。房子与地面之间有一条比手指宽的缝隙。这座楼压在23个橡胶支座上,每个橡胶支座的直径有60-80厘米,像蜂窝煤。经受1994和2006年台湾海峡强震,楼内居民无感觉。

  该楼被联合国工业发展组织权威专家誉为“世界建筑隔震技术发展的第三里程碑”。

  目前叠层橡胶支座隔震应用的最普遍,仅我国使用该方法的各类房屋建筑面积达几百万平方米以上,遍布大江南北十几个省市、自治区。

  实验证明采取该措施后,上部结构在地震时的反应仅是没采取该措施时反应的1/12--1/4。可以有效的保护上部结构和室内的设备免遭破坏,即使在强震作用下,也可以保持建筑物功能完好。

  (五)和老百姓有直接关系的震防工作——住房装修的问题

  最大限度减轻地震灾害损失是非常重要,它包括了很多方面的问题,其中有一项和老百姓关系较大的、宣传较少的有关房屋装修问题,还要住户加以注意。

  如果你重新装修房子时,对于钢筋水泥墙,千万别乱拆,因为那墙可能在建筑时经建筑学家设计、计算好,是承力的。而且当一大栋楼,有些钢筋水泥墙墙拆了,有些没拆,地震摇动时,造成力的不均,特别危险。例如,两小套房,为了发展成1个大套就把中间的墙壁打通了;再如破墙开店、店内把内墙拆开扩大店内的面积等,哪怕把打掉的墙重新添回去,也虚不受补,因为结构性的伤害是不可逆的,均为日后房屋坍塌埋下隐患。如果你不得不拆钢筋水泥墙,千万别用锤子硬砸的方法,最好用特殊的电锯。因为硬砸的过程中固然拆的是墙,却极可能伤到梁柱,何况墙上的钢筋与柱是连接的,别以为梁伤了一点没大关系,殊不知这种装修会埋下重重安全隐患。野蛮装修屡屡见不鲜,为日后房屋坍塌埋下隐患。为了不害人也不被害,如果你重新装修房子,千万要注意。下面有一实际例子。

  2016年7月23日上午,在长春市东朝阳胡同与百汇胡同交会处,一栋老楼的一处二楼阳台坍塌二楼阳台和一楼阳台堆叠在一起,二楼室内清晰可见,阳台本来可能就有些松动,加上一楼装修,撤掉了底层的承重,所以二楼阳台一下子就翻了下来,这还没发生地震,如果不按规则装修,万一发生地震后果更可怕。
 


  图8 长春市破坏的房子
 

  五、地震预警

  “地震预警”是指突发性大震已发生、抢在严重灾害尚未形成之前地区发出警告并采取措施的行动,抢在地震波传播到设防地区前,向设防地区提前几秒至数十秒发出警报,以减小当地的损失,也称作"震时预警"。地震预警系统是指实现地震预警的配套设施。地震预警系统,就是在一定地域布设地震观测台网,在地震发生时,利用地震波与无线电波或计算机网络传播的速度差,在破坏性地震波(横波或面波)到达之前给预警目标发出警告,以达到减少地震灾害和地震次生灾害的技术。
 

 
 图9 地震预警系统图示
 

  地震预警系统已连续预警景谷6.6级地震、鲁甸6.5级地震、芦山7级强震等18次破坏性地震,无误报和漏报。同时已逐步在学校、社区等人员密集场所,以及高铁、化工、地铁、核反应堆等重大工程中开展地震预警应用。由此,澳门威尼斯人注册网站成为继日本、墨西哥后,世界上第三个具有地震预警能力的国家。

  六、对孩子进行普及的生命安全教育--教会孩子起码的逃生和避险的能力

  心理学家任庆文老师告诉大家一个惊人的事实,地震的发生,其实很多人是可以不死的!由于我们平常缺少防震、避震常识和逃生技术宣传;尤其对孩子更是缺少进行生命风险意识、独立意志、生存能力的教育及时刻保持生命警觉等防震避震常识和发生各种自然灾害【交通、水灾、火灾、电、地震,等等】风险教育。因为父母在任何时候都负有对孩子安全教育的责任,孩子生下来,父母就要绷紧安全教育这个弦,防水灾、火灾、地震、交通事故等伤害你的孩子生命!该做这几方面的工作,而且要坚持。

  任教授分析孩子们遇到问题的表现:无地震警觉,地震来临,怀疑,观望,发呆耽误时间;无主动逃生意识,老师没有命令不敢跑,被动;无逃生胆子,晃动、危房、死尸吓破胆、腿发抖不会跑;无逃生常识,被困废墟不会自救保命。所以首先加强对学校老师、家长和社会躲避灾害知识普及教育,父母、学校对孩子进行生命安全教育需要普遍开展、长久坚持!我们都知道,父母、老师的爱心和肉体抵挡不了建筑物倒塌造成的伤害,这不但保护不了孩子,还有可能丧失了自己宝贵的生命

  所以必须对孩子进行普及的生命安全教育--教会孩子起码的逃生和避险的能力。

  七、地震波的多种应用--地震是一盏照亮地下的明灯

  大地震的发生是非常可怕的,但是地震产生的地震波却对人类认识地球很有作用,实际上地震是一盏照亮地下的明灯。因为 地震波是目前我们所知道的唯一一种能够穿透地球内部的波。今天我们关于地球内部的知识都是怎么得来的呢?这在很大程度上要归功于地震波。下面让我们了解地震波的多种应用。

  1了解地球的结构

  我们已经知道地球可以分为地壳、地幔和地核,地核又包括一个液态的外核和一个固态的内核。图中给出了各层的结构。对地球内部的认识,都来源于天然地震的资料和数据。
 


 

  地球的结构;地球为椭圆形,由三层部分组成。

  最上层为地壳,全球地壳的厚度不同,平均为35千米;中间为地幔;地球的中心为地核。地球半径为6370千米。地震发生在地壳中。

  图10地球
 

  2地震勘探

  目前地震勘探具有其它地球物理勘探方法所无法达到的精度和分辨率,所以在石油和其它矿产资源的勘探中,地震工作者用模拟地震波进行勘探是最主要和最有效的方法之一。——这也是人工地震

  3测量地震发生的地球物理条件

  还有一项特别的作用,同时即在了解地壳的结构的地壳勘探中研究、并且探测大地震发生的地球物理条件,为预测大地震提供了一个依据。

  例如强震常常发生在薄地壳区的地壳厚度变异带、莫霍面波浪起伏的“拐点附近”的深大断裂、地震还常常发生在地壳中高速与低速层的过渡层;高导(低阻)层的存在与地震有着密切的关系。在确定地球物理的特点时,可排除可能发生大地震的地区为预报地震发生的地点有一定作用。

  4利用地震还可以为国防建设服务。

  截止到2000年11月,已经有160个国家正式签署了全面禁止核试验条约(CTBT)。现在所面临的一个共同问题是,如何有效地监测全球地下核爆炸。而这正是地震学的用武之地,地下核爆炸和天然地震一样也会产生地震波,会在各地地震台的记录上留下痕迹。
 


 

  图11地震波和八字步的对比

 

  图中红颜色的是地下爆炸产生的地震波,其记录特征是”大头小尾”;蓝颜色的是天然地震产生的地震波,它的特征是”小头大尾”。利用记录到的地震波的特点,可以区分地下核爆炸和天然地震。

  5地震波在穿过这些构造时会产生反射和折射,通过分析地表上接收到的信号,就可以对地下岩层的结构、深度、形态等作出推断,从而可以为以后的钻探工作提供准确的定位。

  其实,地震学的应用还远不止以上这些,还有

  ①目前用地震的方法预测火山喷发取得了很大的进展;

  ②对水库诱发地震的研究可以为大型水库提供安全保障,

  例如我国的三峡工程,库区地震灾害的研究就是工程可行性论证的重要内容之一;

  ③对矿山地震的监测是保护矿山安全的重要手段之一;

  ④地震学还可用于对行星的探测,通过对行星自由振荡的研究可以揭示行星内部大尺度结构。

  因此,地震学这门古老的学科,不断获得活力,成为正在迅速发展的前沿学科之一。

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