原標題:緬甸 7.9 級地震,為何我國云南多地震感明顯?
3 月 28 日 14 時 20 分,緬甸發(fā)生 7.9 級地震。今年以來,全球發(fā)生 6 級及以上地震 18 次,本次地震是最大地震。我國云南多地震感強烈,貴州、廣西等地有感。震后,多地網(wǎng)友,特別是身處較高樓層的網(wǎng)友表示,震感非常強烈。
從地震發(fā)生位置看,震中距我國邊境線最近約 294 公里,距云南瑞麗市政府駐地約 310 公里,距昆明市政府駐地約 776 公里。據(jù)災情報告和網(wǎng)友反饋,我國云南西雙版納、臨滄、德宏、楚雄、昆明、麗江、保山、大理等地震感強烈,貴州、廣西等地亦有震感。

網(wǎng)絡視頻顯示,云南一些高層建筑劇烈晃動,揚起巨大灰塵,市民緊急逃生。地震在我國境內造成的有感范圍非常廣泛。
從地震能量看,本次地震震級高,烈度大。中國地震局工程力學研究所強震動觀測中心儀器烈度結果顯示,中緬邊境地區(qū),最大儀器烈度高達 8.1 度,4.5 度以上的強有感地區(qū)分布非常廣。清華大學陸新征教授團隊分析了緬甸 7.9 級地震典型臺站強震動記錄,圖形顯示,地震的長周期部分較為豐富。
圖片
典型臺站典型記錄反應譜,圖片來源:清華大學陸新征課題組
綜合儀器烈度和強震動反應譜來看,本次地震表現(xiàn)出明顯的遠場大震 “鞭梢效應”。這也是“為什么距離震中那么遠,高層震感還那么強”的原因。
緬甸地震后,有網(wǎng)友發(fā)帖稱,在西安都有震感。隨后西安市地震局辟謠,表示暫未監(jiān)測到地震相關數(shù)據(jù)。地震期間,網(wǎng)上各類謠言四起,大家注意分辨,以官方信息為準。
什么是鞭梢效應?
當我們握住鞭柄上下抖動時會看到,越靠近鞭梢,晃動越劇烈,這種現(xiàn)象稱為“鞭梢效應”。鞭梢效應是一個力學常見現(xiàn)象,尤其在高聳建筑結構或細長桿件中更為明顯。在結構受到外力作用時,由于結構自身的動力特性,導致結構頂部或末端產(chǎn)生較大的位移或振動,這種放大效應即為“鞭梢效應”。鞭梢效應對于結構的安全性和穩(wěn)定性有著重要影響,因此在結構設計和分析中要充分考慮鞭梢效應的影響。
那什么是“地震時的鞭梢效應”呢?
我們知道,地震能量是通過地震波從震源向四處傳播的,從而引起地面的水平晃動和上下震動。地震波經(jīng)過長距離傳播,其高頻成分逐步衰減,代之以低頻波為主。樓層越高,建筑體的自振周期與地震波的周期越接近,就會發(fā)生共振現(xiàn)象,引起劇烈晃動。
地震波從遠處傳來,近處的建筑先晃動,高層建筑從一樓到高層,晃動加劇,比低矮建筑晃動更劇烈。來源:中國地震局工程力學研究所林旭川研究員制作
在地震作用下,高層建筑或其他建(構)筑物頂部細長突出部分,由于質量和剛度較小,振幅劇烈增大,形成較大的速度和較大的位移,像舞動的鞭子,這種現(xiàn)象稱為地震時的“鞭梢效應”。
同底層相比,樓層越高,在地震中晃動的振幅會逐漸增大,鞭梢效應越顯著。高層建筑結構的這種“放大效應”,使同一棟建筑內位于不同樓層的人對同一次地震產(chǎn)生不同的感覺,即樓層越高,晃動越明顯,震感就越強烈。
地震鞭梢效應的破壞和影響
隨著城市化的快速發(fā)展,城市人口越來越集中,現(xiàn)代建筑越建越高。一些高層建筑或其他建(構)筑物的頂部,因特定需要而建造一些小構件或細長的突出物,如突出墻面的樓梯間、電梯間、設備間、通訊塔、桅桿等。
這些附屬結構的質量和剛度遠遠小于建筑的主體結構,當遭遇強烈地震作用時,它們的反應會比建筑主體結構反應更劇烈,晃動的振幅會劇烈增大,有時可比建筑主體結構的地震反應高出數(shù)十倍或更高,因而在地震中損毀的更嚴重。
地震鞭梢效應造成破壞的案例很多。比如 1556 年陜西華縣特大地震,西安小雁塔的塔頂兩層被震毀,如今只保留了余下的 13 層;比如 2008 年汶川大地震,許多遠離震中的高層建筑主體結構基本完好,但大量電梯間等附屬結構出現(xiàn)了嚴重破壞。
地震現(xiàn)場調查時,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn),雖然沒有因房屋倒塌造成的人員傷亡,但卻有因凸出的女兒墻、閣樓、樓梯間、空調掛機等的垮塌、墜落,而造成人員傷亡,這樣的案例屢見不鮮。比如 2010 年玉樹 7.1 級地震,因女兒墻墜落造成較多的人員傷亡。
樓頂上的矮墻通常被稱為“女兒墻”,圖庫版權圖片,轉載使用可能引發(fā)版權糾紛
如何減輕鞭梢效應的破壞?
震級高、烈度大、鞭梢效應顯著,是本次地震有感范圍大,高層建筑震感強的主要原因。怎樣減輕地震“鞭梢效應”的破壞和影響呢?
一是嚴格按照抗震設防要求、標準和規(guī)范進行設計和施工,合理調整建/構筑物結構總體剛度與質量分布,從結構力學角度消除或減小產(chǎn)生鞭梢效應的不利因素,減小附屬結構構件的截面地震應力,使其免遭破壞。
二是采取抗震加固方法,大力推廣減隔震技術。通過建筑物抗震加固,設置隔震層,安裝隔震墊、阻尼器,可大幅度減小建筑頂部附屬結構的動力反應,甚至完全消除 “鞭梢效應”。
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