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1218甘肃6.2级地震中,兰州、西宁仓皇下楼的居民们到底经历了什么?

转载:陆新征课题组  2023/12/21 18:16:00  90
内容简介:1218甘肃积石山地震除了在震中附近造成了非常严重的破坏外,在整个中国西部都造成了非常大的影响。新闻上大量报道了兰州、西宁等地居民仓皇下楼避难的新闻。因为距离震中比较远(兰州距离震中约100 km,西宁距离震中约130 km),这两个城市的实际震损非常小,但是引起的舆情仍然造成很大影响。那到底兰州、西宁的居民经历了什么?是不是居民太敏感了?这是也是一个非常值得研究的问题。我们课题组对地震引起的加速......

1218甘肃积石山地震除了在震中附近造成了非常严重的破坏外,在整个中国西部都造成了非常大的影响。

新闻上大量报道了兰州、西宁等地居民仓皇下楼避难的新闻。因为距离震中比较远(兰州距离震中约100 km,西宁距离震中约130 km),这两个城市的实际震损非常小,但是引起的舆情仍然造成很大影响。那到底兰州、西宁的居民经历了什么?是不是居民太敏感了?这是也是一个非常值得研究的问题。我们课题组对地震引起的加速度感受问题也做过系列分析,参阅:

这里结合本次甘肃积石山6.2级地震再和大家汇报一下。具体而言,人对地震一个很重要的感受就是地震引起的加速度。地面运动加速度作用到建筑后,还会被建筑放大,因此一般来说,楼层越高,感觉到的晃动也就越大。加速度达到一定程度,人就会感到难受甚至恐慌(海盗船、过山车、跳楼机,游乐园里面的各种设备就是通过制造加速度来制造刺激)。我们此前多次提到,我们开展区域震害分析的“城市抗震弹塑性分析”方法,一个突出的特点就是可以提供完整的工程需求参数(EDP)信息,不仅包括结构损伤判断必不可少的层间位移角信息,还包括了结构的残余位移信息,当然,也包括了不同建筑的楼面加速度信息。例如,图1给出了一栋3层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的楼层加速度响应结果。在2016年山西清徐地震时,我们就用城市抗震弹塑性分析方法探讨了太原市区的人员感受(详见:"1218"山西清徐4.3级地震太原示范区建筑振动模拟)



图1 三层框架结构加速度响应

因此,我们就可以进一步利用各个台站的记录,以及城市抗震弹塑性分析给出结果,得到不同地区人员感受到的加速度(这里已经考虑了建筑引起的加速度放大效应),进而给出人群的感受比率,如图2所示。其中,人员感受与加速度的对应关系如表1所示(董安正, 赵国藩. 高层建筑结构舒适度可靠性分析[J]. 大连理工大学学报, 2002, 42(4):472-476)。

表1 加速度与人员感受对应关系

图2-5给出了RED-ACT分析得到的兰州、西宁地区的人员加速度感受分布。不同饼图位置代表了不同的地震动记录位置。不同扇区面积大小代表不同感受的人群比例。之所以同一地点不同人群感受不同,主要是因为不同建筑类型、高度,以及同一建筑的不同楼层的加速度响应都会不同,因此人员感受也就各不相同。


图2 兰州周边地区人员加速度感受分布


图3 兰州城区人员加速度感受分布


图4 西宁周边地区人员加速度感受分布


图5 西宁城区人员加速度感受分布

从图中不难看出,兰州城区大部分居民都经历了超过“非常不适”水平的晃动感受,部分地区的晃动达到了“难以忍受”的水平。西宁城区大部分居民也经历了超过“不适”水平的地震动,对于没怎么经历过强烈地震的普通居民而言,出现恐慌也就不难理解了。另外,地震的传播规律非常复杂,例如从图3可以看出,同样在兰州城区,一些距离很近的台站,有的地点地震响应基本只达到“有感”水准。有的地点大部分的人员感受已经到了“非常不适”的水平。所以监测传感器必须要达到一定数量,才能比较全面的把握全市的人员感受规律。

小结

城市抗震弹塑性分析基于结构动力学和地震工程的基本原理,不仅可以给出常规的震损评价结果,还可以进一步给出残余位移(修复难度),楼面加速度(人员感受)等多种多样的信息,其潜力还有很大的发掘空间。因此,欢迎大家一起来研究、推广城市抗震弹塑性分析方法。另外,在中国地震学会标准《基于强震动记录的地震破坏力评估T/SSC 1—2021》中已经给出了具体的地震加速度感受分析方法,欢迎大家一起交流,进一步完善、发展这一技术(详见:新标准发布 :基于强震动记录的地震破坏力评估)。
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