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地震科普

一次远离震中的震害启示

发布日期:2019-03-14



 

 

  1985年9月19日,在格雷罗州与米却肯州交界处的马尔萨斯河流人太平洋的入口处、离墨西哥首都墨西哥城约400公里的海域发生了8.1级强烈地震,震源深度33公里;21日又发生了7.5级强余震。这两次地震,给墨西哥和远离震中的墨西哥城造成了严重的人员伤亡和经济损失,引起了地震科学家们和全世界的高度重视,其主要原因是该次地震的致灾因素是由地基问题引起的,很特殊,其教训值得各国吸取和重视。
 
  据历史汜载,原来这里是个小岛,当地居民在水深5米的岛上建造神殿。到公元1200年,狩猎民族阿兹特克族征服了这块土地,并于1325年开始在现在的墨西哥城中心修建湖上帝都,在周围地区填湖造田农垦。在长达1000多年的历史里,由于不断填湖造地,城镇不断扩大,人口越来越密集,到1985年市区人口估计达1800万人,变成现在的现代化大城市墨西哥城。因此,墨西哥城的不少地方是建在由砂、淤泥、粘土和腐蚀土构成的软地基之上,其表层为 30—50米的冲积层。这种特殊地基,在1985年墨西哥地震时充分暴露出其先天不足的弱点。
 
  这次地震的主震,发生在墨西哥时间9月19日上午7时17分,震源位于北纬18.14度,西经102.39.1度,震中离墨西哥城约有400多公里。在巨大响声中,地动山摇,楼房一个接一个倒塌。震后统计,墨西哥城一共有约100万栋房子,其中倒塌1229栋,占0.12%,遭到破坏的5720栋,占0.57%,街道破坏310条,水管破坏528处,101个地铁总站中有13个停止使用。国内国际通讯线路全停。二天后又发生强震,给劫后余生的居民带来更大恐慌。极震区1万多人死亡,伤4万多人,30多万人无家可归,累计直接经济损失达70—80亿美元。地震发生后,墨西哥政府执行战时国家紧急对策计划DNⅢ,成立国家首都紧急状态委员会。委员会的任务首先是抢救人。随后全国掀起了志愿救灾活动。日本、挪威、美国、加拿大和其他一些国家以及联合国等国际组织给予了紧急援助。
 
  由于这次地震的特殊性,其救灾工作显得特别顺利。地震时虽有旅馆大楼等处起火并蔓延,但由于为数较少,扑救及时,都未形成火灾。由于多数公路、地铁、机场和其他交通工具几乎没有受到损失,所以救灾活动能够顺利进行。断水地区虽很多,但运水车解决了供水问题。因为军队的力量和加强了法律措施,所以社会治安及物价稳定。由于倒塌的房屋限于软地基上,震害相对集中,便于抢救,所以从9月26日,除部分可能有生存者的建筑物外,规定可以使用机械清除瓦砾,使得恢复工作进展迅速。唯一令人遗憾的,就是那些已经倒塌的、建筑在松软的填湖地基土上的建筑物了。墨西哥城的这次震害,教训极其深刻,给城市和城市防灾减灾等方面很多警示,值得吸取。
 
  其一,震害的大小在很大程度上取决于地基条件。这次地震震害范围相当狭窄,完全属于软地基造成的建筑物破坏。包括:建筑物倾斜、建筑物下沉(有的大约下沉一层)、建筑物翻倒和地桩拔出(在世界上十分罕见)。与此形成鲜明对比的是,同属墨西哥城,西部火山岩地带上的建筑物所遭到的破坏就轻。
 
  其二,墨西哥城在过去的几十年里,过度开采地下水,致使本来就很软松的地基和地表处于真空、半真空状态,建筑物建于此地基上,一遇到强烈地震,地表就随之剧烈摇晃或塌陷,其建筑必倾必倒。
 
  这次地震破坏集中于市中心区,即阿兹特克时代建设的城镇及其周围地区。在城市机能上,也是中、高层建筑较为集中的地区。该地区地基松软,震前因排水开垦和过量抽取地下水,地面以每年20厘米的速率不断下沉。可支撑建筑物的地层,浅的在30米左右,深的在40米附近,但该区建筑物很少在这种深度打支撑桩,因而当受到地震力的作用,周围地层容易产生间隙,致使地表变形。而在拉特那、阿梅里卡纳塔地区,由于打了支撑桩,能够在周围地表下沉时起到调节作用,故能保持大致完好的状态。这对今后在软地基上进行开发建设无疑是一个福音。
 
  其三,共振效应引起的灾害不可忽视。这次被破坏的建筑物中2—3层和12—15层的中高层建筑物占的比例很大。这类建筑物的自振周期在1.5—2.0/秒范围,这恰好与地震动的卓越周期接近,使建筑物发生共振而加剧了破坏。
 
  其四,设计等方面的失策。被破坏的建筑设计地震力低、柱的塑性小,抗震壁的效力差、建筑物高度和宽度比与地基关系考虑不到位、建筑物外观附加物太多、混凝土结构中配筋不足、结构件间结合不牢等原因,使建筑物在地震力作用下遭到严重破坏,而且一些建筑物倒塌、倾倒,冲撞邻近建筑,又破坏了部分建筑。另外,这次倒塌的建筑物中,还有相当一部分是早期设计建设的的建筑,常年失修,抗震性能差。而现代建筑,尤其是抗震设防、施工质量好的建筑,在这次地震中完好无损。这又一次说明城市和城市建筑物抗震设防的重要性。
 
  墨西哥地震已过去近20年了,但其经验教训值得重视和吸取。当前我国正加快沿海、沿江、沿湖的开放、开发战略,这些地方也有不少类似墨西哥那样的软地基地区,尽管它们并不是未来强震危险区,但是如果考虑到类似墨西哥城的远达400— 500公里的长距离震害效应这一震例,应未雨绸缪,全面考虑城市的抗震规划与城市抗震设防安全及可持续发展问题,考虑本城市地区地质地震构造环境、水文条件、城市现状和远场地震的影响等问题,实施综合性防震防灾措施。