從1218甘肅積石山地震再談地震破壞力分析的價值

根據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，1218甘肅積石山地震已造成134人死亡，在此首先對不幸遇難的同胞表示深切哀悼。
確實(shí)，一次地震導(dǎo)致上百人死亡，上一次這樣的悲劇是2014年的6.5級魯?shù)榈卣穑ㄋ劳?17人）。這次甘肅積石山地震的死亡人數(shù)也超過去年的6.8級瀘定地震（死亡93人）。很多專家從發(fā)震機(jī)制、地形條件、當(dāng)?shù)厝丝诿芏鹊榷甲隽朔治觯疫@里就不再贅述了。本文談一點(diǎn)我自己的看法。首先給大家分享一張圖，下圖是自2008年汶川地震以來幾次代表性地震測得的最強(qiáng)地面運(yùn)動的反應(yīng)譜對比。

由此圖可以發(fā)現(xiàn)兩個非常值得關(guān)注的現(xiàn)象：第一：雖然本次甘肅積石山地震的震級只有6.2級，明顯小于2013蘆山7.0級、2014魯?shù)?.5級、2022瀘定6.8級，但是測得的地面運(yùn)動強(qiáng)度卻非常突出。因此，本次地震導(dǎo)致嚴(yán)重的建筑破壞進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重人員傷亡，也并不意外。第二：從圖中不難看出，這幾次地震均出現(xiàn)地面運(yùn)動強(qiáng)度顯著超過中國國家設(shè)計規(guī)范最高標(biāo)準(zhǔn)（9度罕遇）的水平，甚至魯?shù)?、瀘定、積石山地震都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了9度罕遇的設(shè)計反應(yīng)譜。由第一個現(xiàn)象很容易得到以下結(jié)論：一次地震引起的地面運(yùn)動強(qiáng)度大小，和地震震級有關(guān)但是關(guān)系非常復(fù)雜。僅僅通過震級來判斷震害水平顯然是偏于粗糙的。而現(xiàn)階段的烈度評估方法，大多也是根據(jù)烈度和震級的關(guān)系來做評估（比如認(rèn)為震中附近烈度大概等于震級+2），這樣也沒法很好的估計地震的震害水平。因此我們一再提出：既然現(xiàn)在已經(jīng)可以密集布置傳感器，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備在震后實(shí)時得到傳感器的記錄（例如本次積石山地震中國地震臺網(wǎng)中心就很快拿到了震中附近上千組地面運(yùn)動記錄），我們直接把完整的地面運(yùn)動記錄輸入到工程對象的力學(xué)模型中，通過動力學(xué)計算其震害程度（即地震破壞力分析，詳見鏈接：新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布 ：基于強(qiáng)震動記錄的地震破壞力評估）。只要地震記錄的儀器和傳輸網(wǎng)絡(luò)可靠，工程對象的數(shù)據(jù)合理，那評估出的震損精度理應(yīng)高于通過震級、烈度等方法評估的結(jié)果。例如本次地震發(fā)生后，我們19日夜1點(diǎn)多完成分析，被問及估計這次地震損失如何時，我看著圖中一片大大小小的橙色（建筑嚴(yán)重破壞）、紅色（建筑毀壞）的結(jié)果，心情沉重的說：“很不好！很不好！”。

當(dāng)然，最后還要說一個問題，也是我此前在學(xué)術(shù)會議交流時多次談及的問題，就是“9度罕遇”夠不夠的問題。自2008年汶川地震后，中國大陸雖未曾再度經(jīng)歷那樣毀天滅地的超強(qiáng)地震，但是這10年來幾次6點(diǎn)幾級地震都已經(jīng)記錄到大量明顯超過“9度罕遇”地面運(yùn)動強(qiáng)度的地震記錄?？紤]到9度罕遇已經(jīng)是我國建筑抗震設(shè)計的最高標(biāo)準(zhǔn)，全國僅有個別地區(qū)能夠達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。如何更加科學(xué)合理的給出地震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)從而保證建筑的抗倒塌性能，仍然是一個任重道遠(yuǎn)的問題。在今年年初土耳其地震的震后分析中，我就曾經(jīng)對比過中、美、日三國的地震設(shè)計反應(yīng)譜，從對比中不難看出，中國9度罕遇的反應(yīng)譜作為設(shè)計規(guī)范中的最高標(biāo)準(zhǔn)，是明顯低于美國和日本標(biāo)準(zhǔn)的。

地震工程研究本來就是不斷從地震中發(fā)現(xiàn)問題、吸取教訓(xùn)而不斷發(fā)展的。本次6.2級積石山地震同樣是一個很有價值的研究案例，或可為我們后續(xù)震害評估和規(guī)范編制提供參考。