2015尼泊爾地震后加德滿都谷地世界文化遺產(chǎn)破壞特征

張景科，李卷強(qiáng)，諶文武，方 云，郭青林，徐文立

(1． 蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，甘肅蘭州 730000； 2． 蘭州大學(xué)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶研究中心，甘肅蘭州 730000；3． 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北武漢 430074； 4． 國家古代壁畫與土遺址保護(hù)工程技術(shù)研究中心(敦煌研究院)，甘肅酒泉 736200；5． 中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會，北京 100029)

0 引 言

尼泊爾是南亞山區(qū)的內(nèi)陸國家，位于南亞次大陸北部，北與中國西藏自治區(qū)接，其他三面均與印度為鄰。尼泊爾國境線近似呈長方形，東西長約850 km，南北寬約170 km。2015年4月25日，尼泊爾發(fā)生一場8．1級大地震，震中位于首都加德滿都西北77 km的博克拉市(圖1)，震源深度15 km[1]，屬于淺源地震，地震還引發(fā)了一系列的余震、滑坡和巖崩等次生災(zāi)害。這次地震涉及到尼泊爾及其周邊大范圍的地區(qū)，造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失。同時造成尼泊爾大量的文化遺產(chǎn)建筑遭受不同程度的破壞，其中加德滿都谷地七處世界文化遺產(chǎn)建筑受災(zāi)最嚴(yán)重。2015年12月10日至12月17日，受尼泊爾國家?guī)r石力學(xué)學(xué)會的邀請，國際巖石力學(xué)學(xué)會和中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會組織震后古遺址科學(xué)考察，筆者作為考察組的成員，全程參與現(xiàn)場考察工作。由于其中一處印度教神廟帕斯帕提那寺(Pashupatinath temple)只允許印度教徒進(jìn)入，故本次未做考察，僅對其他六處世界文化遺產(chǎn)的震后破壞狀況開展了系統(tǒng)調(diào)查，以期為災(zāi)后修復(fù)提供參考，并為我國同類遺產(chǎn)的抗震防護(hù)提供借鑒。

尼泊爾地震發(fā)生后，部分學(xué)者奔赴災(zāi)區(qū)，開展加德滿都谷地各類建筑的震后調(diào)查。潘毅等[2]按建筑材料將加德滿都谷地歷史建筑分為磚石結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)和生土結(jié)構(gòu)，劃定了不同建筑類型四種震害情況：基本完好、中等破壞、嚴(yán)重破壞和毀壞，通過統(tǒng)計分類得到不同結(jié)構(gòu)震害等級所占的比例，分析了不同結(jié)構(gòu)建筑物震害原因并提出了文化遺產(chǎn)建筑加固意見。潘毅等[3]還針對加德滿都谷地3座杜巴廣場上兩種典型的建筑結(jié)構(gòu)的震害進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到磚木結(jié)構(gòu)建筑抗震性能比磚石結(jié)構(gòu)稍好，并提出加固建議。張鐵柱[4]將谷地古建筑按建筑特征分為宮殿、神廟、佛教建筑和其他類型建筑，并進(jìn)行相應(yīng)的震害分析，提出保護(hù)加固意見。Chiaro等[1]梳理了加德滿都谷地杜巴廣場上建筑物的受震破壞情況，指出加德滿都杜巴廣場上受損建筑大多數(shù)為砌體結(jié)構(gòu)。Shakya等[5]通過對加德滿都谷地砌體建筑受損情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)在地震中破壞最嚴(yán)重，其主要的破壞類型有剪切破壞和拉伸破壞。Parameswaran[6]分析認(rèn)為加德滿都谷地多層塔廟結(jié)構(gòu)大多是砌體結(jié)構(gòu)，因其自重大，剛度大，抗拉、抗剪強(qiáng)度低而在地震中破壞較大。Shakya等[7]對尼泊爾塔廟建筑的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行詳細(xì)分析，選取有代表性的三座塔廟進(jìn)行三維有限元模擬，利用參數(shù)分析確定三座典型塔廟的結(jié)構(gòu)地震易損性。Jaishi[8]對加德滿都谷地傳統(tǒng)寺廟建筑進(jìn)行構(gòu)造分析，通過三維建模，采用反應(yīng)譜法來評價傳統(tǒng)寺廟的抗震性能和地震失效模式。已有研究都是針對部分加德滿都谷地的部分古建筑進(jìn)行震害調(diào)查與分析，對加德滿都谷地文化遺產(chǎn)震害整體分布情況的調(diào)查分析還未見報道。

本工作以尼泊爾地震地質(zhì)背景為基礎(chǔ)，綜合現(xiàn)場考察資料，劃分了文化遺產(chǎn)建筑的震害等級，總結(jié)了谷地文化遺產(chǎn)建筑震害分布情況，分析了不同的地層單元、不同材料和節(jié)點(diǎn)連接方式以及周期性加固對文化遺產(chǎn)建筑震害特征的影響，為后續(xù)抗震修復(fù)加固奠定理論基礎(chǔ)，并為我國文化遺產(chǎn)建筑的抗震防護(hù)提出建議。

1 2015年尼泊爾地震構(gòu)造運(yùn)動背景

尼泊爾位于喜馬拉雅山脈南麓，屬于地中海-喜馬拉雅地震帶。當(dāng)前，印度板塊以每年45 mm的速度向亞歐板塊俯沖，在印度板塊和亞歐板塊碰撞邊界斷裂帶上形成一系列逆沖斷層，從南向北依次分布著主前逆沖斷裂(MFT)、主邊界逆沖斷裂(MBT)和主中央逆沖斷裂(MCT)，這些斷裂在深部匯聚于傾角平緩的主喜馬拉雅逆沖斷裂[9]，沿著這些斷裂邊界分布著大量的斷層(圖2)，使得尼泊爾是世界上地震最頻繁的國家之一。有史記載以來[10]，尼泊爾就發(fā)生過多次8．0級以上的地震，如1505年尼泊爾8．2級地震和1934年尼泊爾8．2級地震。

2015年尼泊爾8．1級大地震發(fā)生后，世界各國的專家立即行動，對地震原因進(jìn)行全面分析。張進(jìn)江[11]通過研究印度板塊和亞歐板塊的碰撞及造山作用，發(fā)現(xiàn)2015尼泊爾大地震是印度板塊向北俯沖，與上部亞歐板塊間主喜馬拉雅斷裂上的逆沖斷裂作用的結(jié)果。Wei[12]利用尼泊爾和周邊地區(qū)地下三維縱波波速結(jié)構(gòu)和各向異性的層析成象分析得到2015年尼泊爾地震發(fā)生在主喜馬拉雅斷裂。Chiaro[1]提出，尼泊爾位于地震活躍帶，地震活動受到印度板塊和亞歐板塊碰撞產(chǎn)生的三大主斷裂構(gòu)造控制，許多活躍斷層沿著這些主構(gòu)造邊緣分布，2015地震就發(fā)生在印度板塊和亞歐板塊間的主喜馬拉雅斷裂。郭祥云[13]運(yùn)用縱波初動資料，采用格點(diǎn)搜尋法獲得了尼泊爾地震的震源機(jī)制解，結(jié)果表明，本次發(fā)震構(gòu)造為一低傾角逆沖型斷裂。雷東寧[14]利用2015尼泊爾地震后余震的時空分布特征發(fā)現(xiàn)沿俯沖帶自本次地震向東至喜馬拉雅構(gòu)造仍然為大地震危險區(qū)，以后還會發(fā)生較大震級的地震。

2 尼泊爾加德滿都谷地世界文化遺產(chǎn)概況

尼泊爾地處中國和印度兩大文明發(fā)源地之間，兩大古文明在這里相互影響，相互滲透，形成了獨(dú)特的尼泊爾文化[15]。加德滿都谷地自古就是尼泊爾的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，谷地內(nèi)歷史建筑造型精美，并且裝飾特色的木石雕刻，煥發(fā)獨(dú)特的藝術(shù)魅力[16]。加德滿都谷地有七處歷史建筑于1979年被納入聯(lián)合國教科文組織《世界文化遺產(chǎn)名錄》，分別為加德滿都杜巴廣場、帕坦杜巴廣場和巴德崗杜巴廣場三個皇宮廣場，其中巴德崗杜巴廣場還包括了巴德崗市的陶馬迪廣場，斯瓦揚(yáng)布納特寺和博達(dá)哈大佛塔兩處佛教建筑以及帕斯帕提那寺和昌谷納拉揚(yáng)寺兩處印度教建筑(圖3)。

尼泊爾地勢北高南低，根據(jù)尼泊爾歷史建筑所處的地理位置的不同，可以將尼泊爾歷史建筑分為城市型和山地型，加德滿都、帕坦、巴德崗三處杜巴廣場以及博達(dá)哈大佛塔是谷地最具代表性的四處城市型歷史建筑群，帕斯帕提那寺、斯瓦揚(yáng)布納特寺和昌谷納拉揚(yáng)寺屬于山地型歷史建筑[17]。

加德滿都杜巴廣場、帕坦杜巴廣場和巴德崗杜巴廣場三處文化遺產(chǎn)建筑在結(jié)構(gòu)、建筑模式和空間布局上相似，受宗教文化影響深遠(yuǎn)。三處杜巴廣場的文化遺產(chǎn)建筑大多數(shù)修建在不同高度的基座上。文化遺產(chǎn)建筑的結(jié)構(gòu)以磚石和磚木為主，也有少量的生土結(jié)構(gòu)。谷地磚石結(jié)構(gòu)建筑主要是磚塊或石塊砌筑而成的塔廟，磚石建筑底層一般圍繞中心佛像有一圈走廊，走廊外圍由磚石柱支撐上部結(jié)構(gòu)的重量。磚木結(jié)構(gòu)中磚墻為建筑主要的承重構(gòu)件，承重磚墻橫截面分三層，里層為土坯，外層為錐形燒磚，中間填充碎磚塊和泥土[18]。磚木結(jié)構(gòu)中木構(gòu)件主要用于支柱、門窗和屋頂。加德滿都谷地磚木結(jié)構(gòu)歷史建筑一個顯著特點(diǎn)就是用斜木撐支撐寬大屋檐，斜木撐上端卡到檀條下端，下端擱置于檐口上方，兩端接口并沒有很好的連接。

斯瓦揚(yáng)布納特寺和博達(dá)哈大佛塔是谷地著名的佛教建筑，其建筑類型屬于窣堵坡。斯瓦揚(yáng)布納特寺的主體是磚和黏土砌成的覆缽體，其上方是圓錐形塔身。博達(dá)哈大佛塔建筑形制與斯瓦揚(yáng)布納特寺相似，佛塔主體位于4層臺基上，也是磚和黏土砌成的覆缽體，但上部的塔身是方錐形尖塔[16]。

帕斯帕提那寺和昌谷納拉揚(yáng)寺是谷地典型的印度教神廟。昌谷納拉揚(yáng)寺是谷地最古老的神廟，曾毀于火災(zāi)，于1702年重建[16]。昌谷納拉揚(yáng)寺由主殿和周圍附屬建筑組成，主殿是以條石為基礎(chǔ)的兩重檐金頂建筑。帕斯帕提那寺位于巴格馬提河岸，是尼泊爾最大的濕婆神廟，主殿是典型的尼泊爾塔式建筑，主殿兩重檐金頂銀門，屋檐四角有小塔陪襯。

3 加德滿都谷地世界文化遺產(chǎn)震后破壞特征

2015年尼泊爾地震及其引發(fā)的一系列余震使得尼泊爾的文化遺產(chǎn)建筑遭到重創(chuàng)，尤其是距震中博克拉市70 km的加德滿都谷地受災(zāi)最嚴(yán)重。谷地的歷史街道和文化遺產(chǎn)遭受毀滅性的破壞，有一半以上的歷史建筑在這次地震中遭受破壞嚴(yán)重甚至倒塌。根據(jù)尼泊爾考古部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[19]顯示，2015年地震影響到尼泊爾16個地區(qū)，受影響的歷史建筑大約691處，其中131處完全倒塌，560處破壞嚴(yán)重。

國內(nèi)外目前還沒有針對文化遺產(chǎn)建筑的地震破壞等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上制約了震害調(diào)查的科學(xué)進(jìn)行，影響了對震害統(tǒng)計結(jié)果的深入分析[3]。本次調(diào)查吸收古建筑震害研究的相關(guān)成果，參照《建(構(gòu))筑物地震破壞等級劃分》(GB/T 24335—2009)中土、石房屋的震害劃分標(biāo)準(zhǔn)，將文化遺產(chǎn)建筑的震害情況劃分為完全破壞、部分破壞和基本完好三類(表1)。

表1 文化遺產(chǎn)建筑震害等級劃分

根據(jù)震害等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，對谷地六處世界文化遺產(chǎn)分別進(jìn)行相關(guān)的震害統(tǒng)計分析，形成了六處世界文化遺產(chǎn)建筑的震害等級分布圖(圖4～圖9)。

3．1 加德滿都杜巴廣場

該廣場震害圖見圖4。

加德滿都杜巴廣場文化遺產(chǎn)建筑群在2015尼泊爾地震中受地震影響嚴(yán)重。根據(jù)震后調(diào)查結(jié)果(圖4a)，加德滿都杜巴廣場文化遺產(chǎn)建筑共43處，完全破壞有8處，占調(diào)查總數(shù)的18．6%，部分破壞有18處，占調(diào)查總數(shù)的41．9%，17處文化遺產(chǎn)建筑保存基本完好，占調(diào)查總數(shù)的39．5%，一半以上的建筑物受到地震破壞。2015尼泊爾地震中，完全破壞的文化遺產(chǎn)建筑有6處位于廣場的西南角，建筑的結(jié)構(gòu)主要是磚木結(jié)構(gòu)，地震中上部結(jié)構(gòu)完全倒塌，基座基本保留。位于加德滿都杜巴廣場的迪路迦摩罕納拉揚(yáng)神廟(Trailokya Mohan Narayan，圖4b和4c)是典型的三層磚木結(jié)構(gòu)古建筑，位于六層臺階的基座上。地震使得神廟上部結(jié)構(gòu)完全倒塌，僅基座留存。

加德滿都杜巴廣場部分破壞的文化遺產(chǎn)建筑大多數(shù)分布在廣場東側(cè)的皇宮庭院周圍，部分破壞的典型特征是：1)建筑整體傾斜，這是地震后谷地文化遺產(chǎn)建筑最常見的震害；2)建筑承重砌體墻局部砌體層狀剝落；3)木結(jié)構(gòu)破壞失效，主要表現(xiàn)有木柱滑移和斜木撐掉落；4)建筑頂部裝飾部分破壞。Kakeshwor temple(圖4d)是一座單層磚木結(jié)構(gòu)建筑，地震中上部結(jié)構(gòu)坍塌，殘留部分裂隙發(fā)育，屋檐瓦片滑落嚴(yán)重；寺廟整體傾斜，調(diào)查期間四周有斜木撐。

加德滿都杜巴廣場受地震破壞的大多數(shù)是磚木結(jié)構(gòu)建筑，而磚石結(jié)構(gòu)建筑受地震影響較小，保存基本完好。Gaa kuti mahadev(圖4e)是位于加德滿都杜巴廣場西南角的一處磚石塔建筑，地震中保存基本完好。

3．2 帕坦杜巴廣場

該廣場震害圖見圖5。

帕坦杜巴廣場距震中博克拉約145 km，地震對帕坦杜巴廣場的文化遺產(chǎn)建筑也造成了嚴(yán)重破壞，大多數(shù)近代修復(fù)的皇室建筑和寺廟在地震中得以幸存。如圖5a所示，帕坦杜巴廣場文化遺產(chǎn)建筑共15處，完全破壞有2處，占調(diào)查總數(shù)的13.3%，部分破壞有5處，占調(diào)查總數(shù)的33．3%，8處文化遺產(chǎn)建筑保存基本完好，占調(diào)查總數(shù)的53.3%。完全破壞的2處文化遺產(chǎn)建筑位于廣場中部，哈里山神廟(Hari shankar temple)是位于三層臺基上的磚木結(jié)構(gòu)建筑，地震中上部結(jié)構(gòu)倒塌，僅留有三層紅磚臺基(圖5b和5c)?？柤{拉揚(yáng)廟(Chaar narayan temple)是坐落在兩層臺基上的磚石建筑，地震中上部結(jié)構(gòu)坍塌，神像依然留存在臨時搭建的棚子下以供信徒朝拜，臺基上的石獅倒塌，調(diào)查期間已被移至周圍平地上。

帕坦杜巴廣場部分破壞的建筑大多分布在廣場西側(cè)。部分破壞的建筑結(jié)構(gòu)有磚石結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)，磚石結(jié)構(gòu)建筑主要以磚石塔為主，其部分破壞的主要特征：1)建筑整體傾斜；2)建筑結(jié)構(gòu)部分震落；3)墻體表面形成裂縫。Biswonath Temple(圖5d)位于廣場北邊，是一座在兩層臺基上的磚木結(jié)構(gòu)建筑，一層四個轉(zhuǎn)角處都有磚砌體層狀剝落、木柱滑移現(xiàn)象，調(diào)查期間寺廟四周都有斜木撐。

帕坦杜巴廣場大多數(shù)的文化遺產(chǎn)建筑保存基本完好，帕坦杜巴廣場的代表性建筑黑天神廟(Krishna mandir，圖5e)是石質(zhì)建筑，地震中保存基本完好。

3．3 巴德崗杜巴廣場

該廣場震害圖見圖6。

地震摧毀了巴德崗市的一大半的房屋建筑，對巴德崗的文化遺產(chǎn)建筑也造成破壞嚴(yán)重。震后調(diào)查統(tǒng)計顯示(圖6a)，巴德崗杜巴廣場文化遺產(chǎn)建筑完全破壞有2處，占調(diào)查總數(shù)的16．7%，部分破壞有4處，占調(diào)查總數(shù)的33．3%，6處文化遺產(chǎn)建筑保存基本完好，占調(diào)查總數(shù)的50%。2處完全破壞的文化遺產(chǎn)建筑都位于杜巴廣場。位于杜巴廣場東北角的法希得噶神廟(Fasidg，圖6b)是位于五層臺基上的磚石建筑，地震中上部結(jié)構(gòu)坍塌，臺基西立面破壞嚴(yán)重，磚塊掉落，內(nèi)部充填土體出露，表面生長著苔蘚和植物。位于廣場中部的瓦斯塔拉杜迦神廟(Vatsala Devi Temple，圖6c)是3層臺基上的磚石建筑，地震中上部結(jié)構(gòu)坍塌，臺基也受地震破壞嚴(yán)重，臺基條石掉落，內(nèi)部填充磚塊出露。

巴德崗杜巴廣場部分破壞的文化遺產(chǎn)建筑3處位于杜巴廣場，1處位于陶馬迪廣場。Bhairabnath Pagoda(圖6d)是位于陶馬迪廣場的三層磚石建筑，地震中建筑結(jié)構(gòu)保存基本完好，但整體發(fā)生傾斜。Durga Temple(圖6e)位于杜巴廣場西側(cè)，主要建筑材料是紅磚，建筑物主體四面有木門和方形木支撐。地震中，建筑物主體頂部坍塌，殘留部分外層紅磚剝落，內(nèi)部砌磚出露。

3．4 斯瓦揚(yáng)布納特寺

該寺震害圖見圖7。

斯瓦揚(yáng)布納特寺又稱猴廟，坐落在加德滿都西面的小山丘上。斯瓦揚(yáng)布納特寺距震中博克拉大約140km，地震對其主體造成的影響不大，但其周圍副塔有倒塌現(xiàn)象。根據(jù)震后調(diào)查統(tǒng)計(圖7a)，斯瓦揚(yáng)布納特寺歷史建筑群完全破壞有3處，占調(diào)查總數(shù)的27．2%，部分破壞有4處，基本完好4處，各占調(diào)查總數(shù)的36．4%。地震中完全破壞的3處文化遺產(chǎn)建筑位于南側(cè)靠近坡肩的位置，4處部分破壞文化遺產(chǎn)建筑分布在山頂邊緣位置，保存基本完好的4處文化遺產(chǎn)建筑分布在猴廟主體的周圍。位于猴廟南側(cè)的阿南塔布爾(Anantapura，圖7b)是一座磚石塔，在地震中主體頂部坍塌，只留5m高的塔身，殘留部分裂隙遍布，底部墻體層狀剝落，磚塊出露，調(diào)查期間有臨時木支撐。斯瓦揚(yáng)布納特寺(Swayambhunath，圖7c)主體開裂，調(diào)查期間已被臨時填充。

3．5 博達(dá)哈大佛塔

該塔震害圖見圖8。

博達(dá)哈大佛塔是世界上最大的佛塔建筑，主體以紅磚為主要建筑材料，大佛塔距離震中約146 km。根據(jù)震后調(diào)查統(tǒng)計(圖8a)，博達(dá)哈大佛塔文化遺產(chǎn)建筑群沒有完全破壞的建筑物，博達(dá)哈大佛塔主體建筑頂部開裂，為危險建筑，其周圍附屬建筑物保存基本完好。調(diào)查期間大佛塔正在開展維修工作，周圍寺院已經(jīng)對外開放。

3．6 昌谷納拉揚(yáng)寺

該寺震害圖見圖9。

昌谷納拉揚(yáng)寺位于加德滿都向東22 km處的一座小山上，距震中博克拉約150 km，地震也給昌谷納拉揚(yáng)寺及其周邊地區(qū)造成了嚴(yán)重破壞。震后調(diào)查統(tǒng)計(圖9a)，昌谷納拉揚(yáng)寺歷史建筑群完全破壞有3處，部分破壞有3處，各占調(diào)查總數(shù)的18．8%，基本完好10處，占調(diào)查總數(shù)的62．4%。完全破壞的建筑分布在昌谷納拉揚(yáng)寺主殿南側(cè)，部分破壞的建筑2處位于主殿南側(cè)，1處位于主殿東北角，保存基本完好的建筑主要分布在主殿的北邊和東邊。地震后昌谷納拉揚(yáng)寺地面無貫通裂隙，主殿周圍建筑物基座無裂隙，場地內(nèi)坡積物較厚，未發(fā)現(xiàn)基巖出露。昌谷納拉揚(yáng)寺的主殿(圖9b)是單層條石臺基上的兩層磚木結(jié)構(gòu)建筑，卯榫結(jié)構(gòu)連接較好，結(jié)構(gòu)完整性較好，主殿在地震中保存基本完好。位于主殿南側(cè)的濕婆神廟(Shiva Temple，圖9c)在地震中完全破壞，上部結(jié)構(gòu)倒塌，基座破壞嚴(yán)重。

4 分析與討論

4．1 加德滿都谷地世界文化遺產(chǎn)震害統(tǒng)計分析

根據(jù)文化遺產(chǎn)建筑震害劃分標(biāo)準(zhǔn)，對2015尼泊爾地震后加德滿都谷地世界文化遺產(chǎn)震害情況和不同震害等級文化遺產(chǎn)建筑占該地區(qū)文化遺產(chǎn)建筑總數(shù)的比例進(jìn)行統(tǒng)計分析(表2)。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，加德滿都杜巴廣場文化遺產(chǎn)建筑受地震影響最嚴(yán)重，其中受地震影響完全破壞和部分破壞的建筑26處，博達(dá)哈大佛塔由于遺產(chǎn)建筑基數(shù)較小，整體受地震影響較小，僅主塔輕微受損，其他3處建筑保存基本完好。加德滿都杜巴廣場和斯瓦揚(yáng)布納特寺受地震影響完全破壞和部分破壞的文化遺產(chǎn)建筑都超過了該地的遺產(chǎn)建筑總數(shù)的50%，其中加德滿都杜巴廣場為60．5%，斯瓦揚(yáng)布寺為63.6%。昌古納拉揚(yáng)寺保存基本完好的建筑占該地遺產(chǎn)總數(shù)的62．4%，大多數(shù)建筑的地震中保存基本完好。

表2 加德滿都谷地世界文化遺產(chǎn)震害統(tǒng)計

4．2 不同地質(zhì)單元上的建筑物震害分析

加德滿都谷地是山間盆地，其基底層是由前寒武紀(jì)到泥盆紀(jì)年代形成的板巖、千枚巖、泥砂巖、砂巖和石灰?guī)r組成，填充物是上新世到第四紀(jì)形成的不同厚度的河湖相松軟沉積層[20]。七處文化遺產(chǎn)地所處的地質(zhì)環(huán)境如圖10所示。

加德滿都、帕坦和巴德崗三處杜巴廣場的地層均為Kalimati組，其中巴德崗杜巴廣場Kalimati組是黑灰色碳質(zhì)和硅藻形成的松軟沉積層，而加德滿都和帕坦杜巴廣場的Kalimati組則是由細(xì)中粒砂、粉砂、粘土細(xì)礫石形成，三處地層都有松軟沉積物存在。根據(jù)文獻(xiàn)資料[21-23]的研究結(jié)果，地層中的松軟沉積層可能會放大地震效應(yīng)，對上部的建筑造成嚴(yán)重的破壞。三處廣場的建筑物震害比較嚴(yán)重。松軟沉積層還會造成文化遺產(chǎn)建筑地基不均勻沉降，使建筑整體發(fā)生傾斜，甚至?xí)拐w性差、構(gòu)件連接較弱的文化遺產(chǎn)建筑倒塌。昌谷納拉揚(yáng)神廟的地層為Kulekhani組，該組由石英巖和片巖組成，斯瓦揚(yáng)布寺的地層是Tistung組，該地層是由變質(zhì)砂巖和千枚巖組成。昌谷納拉揚(yáng)廟和斯瓦揚(yáng)布納特寺的地層是巖層，對地震的放大效應(yīng)不明顯。但兩處遺產(chǎn)建筑群都位于谷地山丘頂部，其震害受地表特征影響，靠近坡肩位置的建筑物受地震影響嚴(yán)重。博達(dá)哈大佛塔的地層是不含黏土的厚砂和粉砂質(zhì)沉積序列形成的Gokama組，該沉積層也可能對地震有放大作用。由于博達(dá)哈大佛塔基礎(chǔ)較大，整體結(jié)構(gòu)性能較好，在地震中僅主體頂部開裂。

4．3 不同材料和節(jié)點(diǎn)連接方式對地震的敏感性

加德滿都谷地磚木結(jié)構(gòu)的承重磚墻橫截面分為三層，層間聯(lián)系較弱，磚墻的整體性較差，地震作用會導(dǎo)致磚墻層狀剝落；木支柱的連接采用細(xì)木銷釘，在地震作用下連接處產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成細(xì)木銷釘剪切破壞，木支柱滑移失效；斜木撐兩端和建筑物連接較弱，地震作用下易墜落，破壞建筑物屋頂。磚石結(jié)構(gòu)本身自重大且延性差，材料之間缺乏有效的連接，地震作用下產(chǎn)生較大的傾覆力矩。當(dāng)傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)的抗傾覆力矩時，結(jié)構(gòu)會發(fā)生傾覆失穩(wěn)破壞。

谷地磚木結(jié)構(gòu)遺產(chǎn)建筑的木質(zhì)檐柱是重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，連接上部建筑和基座。谷地雨季大量的降水會腐蝕木構(gòu)件，使檐柱柱身與柱礎(chǔ)的連接部分失效。加速上部結(jié)構(gòu)在地震中的破壞。上部結(jié)構(gòu)與基座之間的連接能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性，提高建筑抗震性能。

4．4 歷史建筑定期加固的震害分析

1934年尼泊爾大地震中，加德滿都?xì)v史建筑受損40處，帕坦受損226處，巴德崗177處，加德滿都受損情況遠(yuǎn)小于帕坦和巴德崗[21]。地震后，帕坦和巴德崗經(jīng)歷了大量的維修加固，并進(jìn)行定期檢測與修繕。而加德滿都則由于受震害程度較輕，未及時采取相應(yīng)的加固措施。2015年尼泊爾地震中，加德滿都大量的歷史建筑受震害影響，相對而言，帕坦和巴德崗歷史建筑受震害較輕。

5 結(jié) 論

2015年尼泊爾大地震給尼泊爾世界文化遺產(chǎn)造成災(zāi)難性地破壞，但同時也是我國世界文化遺產(chǎn)的抗震保護(hù)樣本。通過對2015尼泊爾大地震對加德滿都谷地六處世界文化遺產(chǎn)的震害描述和分析，得到如下結(jié)論以及對我國歷史建筑抗震保護(hù)意見：

1) 加德滿都谷地文化遺產(chǎn)建筑震后破壞嚴(yán)重，破壞特征不僅受獨(dú)特的建筑特點(diǎn)和建筑材料老化影響，歷史建筑所處的地質(zhì)環(huán)境也是影響其破壞特征的重要因素。谷地的松軟沉積層放大地震效應(yīng)，對上部的歷史建筑造成更大的破壞。

2) 地表特征也是影響加德滿都谷地文化遺產(chǎn)建筑的重要因素。位于特殊地面，如斜坡、山頂?shù)忍幍臍v史建筑的震害受其地表特征的影響較大。

3) 上部建筑與基座的連接也是影響上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素。研究臺基和上部結(jié)構(gòu)之間的有效連接對建筑抗震性能的影響對我國同類型歷史建筑的地震預(yù)防及加固有重要意義。

4) 對歷史建筑實(shí)施定期的檢測與修繕加固。建立科學(xué)的歷史建筑檢測體系，加強(qiáng)歷史建筑的日常修繕工作，將地震破壞程度降到最低。

致 謝：感謝尼泊爾巖石力學(xué)學(xué)會與尼泊爾考古局在考察期間給予的大力支持與幫助。