解析地震的破壞性

［美］杰納·帕瑞

發(fā)生在中國(guó)四川的8.0級(jí)地震將大量建筑物夷為平地，并導(dǎo)致數(shù)萬(wàn)人死亡。美國(guó)專家說(shuō)，相比較而言，在美國(guó)發(fā)生的這種地震可能不會(huì)造成這么大的破壞。四川發(fā)生的這次較淺層地震所產(chǎn)生的地面震動(dòng)在多處夷平了整個(gè)村莊，將數(shù)千人埋在倒塌建筑物的碎塊下面。據(jù)報(bào)道，地震造成數(shù)百萬(wàn)間房屋被損壞；死亡人數(shù)達(dá)到69225人，受災(zāi)人數(shù)達(dá)到4624萬(wàn)人。由于地震的強(qiáng)度大且震源相對(duì)較淺，發(fā)生在四川的這次地震產(chǎn)生了極強(qiáng)烈的震動(dòng)，遠(yuǎn)至臺(tái)灣等地都有震感。專家推測(cè)，土坯和磚石結(jié)構(gòu)的建筑物加大了地震的破壞程度，許多建筑物可能未按建筑規(guī)范的要求使用鋼筋，特別是在廣大的農(nóng)村地區(qū)。

專家認(rèn)為，如果在洛杉磯的一處斷層上發(fā)生一次這類地震，造成的破壞要比在四川小得多，其中很大一部分原因是因?yàn)檫@兒的建筑規(guī)范執(zhí)行得更好。在美國(guó)的西海岸，對(duì)于確保建筑物符合地震安全規(guī)范一直很嚴(yán)格，包括改造舊式房屋和商業(yè)設(shè)施。

佐治亞理工學(xué)院的一位土木與環(huán)境工程教授里根·迪斯瑞爾說(shuō)：“你的確不會(huì)看到這種程度的破壞，關(guān)于這一點(diǎn)我非常自信。因?yàn)樗麄兇_實(shí)執(zhí)行了相關(guān)法規(guī)，尤其是在加利福尼亞州?！?/p>

迪斯瑞爾說(shuō)，美國(guó)和中國(guó)都規(guī)定了建造建筑物時(shí)關(guān)于地震之類的自然災(zāi)害的最小安全等級(jí)。導(dǎo)致建筑物倒塌的主要因素是地面震動(dòng)，因此必須將建筑物固定牢以對(duì)抗震動(dòng)。要達(dá)到這一目的必須給混凝土或磚塊加上鋼筋，這些鋼筋將震動(dòng)時(shí)容易斷裂的脆弱結(jié)構(gòu)變成有韌性的結(jié)構(gòu)，從而使建筑物可以有效與地震運(yùn)動(dòng)一起震動(dòng)。

在加利福尼亞州靠近圣安德列亞斯斷層的地區(qū)，專家設(shè)計(jì)了一種新的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以經(jīng)受8.0級(jí)的大地震。迪斯瑞爾說(shuō)，在過(guò)去的20年左右，加利福尼亞州的老舊建筑物已經(jīng)被改造完成，以達(dá)到目前的安全標(biāo)準(zhǔn)。

加利福尼亞理工學(xué)院的土木工程和地球物理學(xué)副教授斯威明·凱斯納說(shuō)：“現(xiàn)在的中國(guó)具有非常嚴(yán)格的建筑規(guī)范，考慮到了地震問(wèn)題和抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題。但是在這次地震中被損毀的建筑物很多都十分陳舊，而且可能在建造時(shí)沒(méi)有任何法規(guī)加以監(jiān)督?！?/p>

2007年，美國(guó)地質(zhì)勘探局更新了其地震危險(xiǎn)地圖，并在地圖中確定了容易發(fā)生地震的地區(qū)，以及可能發(fā)生地面震動(dòng)的次數(shù)。這些地圖也規(guī)定了與可能的震動(dòng)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的建筑規(guī)范。即便如此，地震工程師和地震學(xué)家還是擔(dān)心某些類型的結(jié)構(gòu)可能容易被重大地震損壞。凱斯納說(shuō)，沒(méi)有鋼筋的磚砌建筑物是地震中最容易被損壞的?！艾F(xiàn)在我們可以確信地說(shuō)，在加利福尼亞南部地區(qū)不存在無(wú)鋼筋的磚石建筑物。”凱斯納說(shuō)：“第二危險(xiǎn)的建筑物就是一些無(wú)延展性的混凝土建筑物，我們無(wú)法準(zhǔn)確了解這些建筑物有多么糟糕?！边@些建筑物是以一種“平鋪抬升”的方式建造的，先在平面上水平建造巨大的混凝土墻，然后再垂直抬升，通過(guò)一些連接件支撐屋頂。凱斯納認(rèn)為這些連接件是脆弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)屋頂和這些墻板間的連接件被毀壞后，你就會(huì)看到大面積的倒塌。

同樣在美國(guó)，一些城市也比另一些城市更具抗震能力。迪斯瑞爾說(shuō)：“經(jīng)歷過(guò)地震的一些城市明顯要警惕得多，因此這些城市可能是最安全的城市?！?/p>

但是，位于新馬德里地震帶的孟斐斯和圣路易斯就困擾著迪斯瑞爾和其他專家。迪斯瑞爾說(shuō)：“這些地方幾百年來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)地震，因此這些地方是人們最擔(dān)憂的地方。因?yàn)檫@些地方?jīng)]有像加利福尼亞州那樣的抗震設(shè)計(jì)?！?/p>

迪斯瑞爾同時(shí)還把查爾斯頓(弗吉尼亞首府)和加利福尼亞南部地區(qū)加進(jìn)了“危險(xiǎn)城市”的名單。迪斯瑞爾說(shuō)：“查爾斯頓是另一個(gè)有些危險(xiǎn)的城市，因?yàn)樗_實(shí)有過(guò)發(fā)生地震的歷史，但是卻非常罕見(jiàn)，最近一次較大的地震發(fā)生在1886年。”