蔡永建 鄭水明 吳建超
1 中國地震局地震研究所(地震預警湖北省重點實驗室),武漢市洪山側路40號,430071
2 中國地質大學(武漢)地球科學學院,武漢市魯磨路388號,430074
2015-04-25 14:11尼泊爾(北緯28.15°,東經84.65°)發(fā)生M8.1地震,震源深度20 km[1]。截至05-14 共發(fā)生2 級以上余震168次,其中7級以上3次,6~6.9級1次,5~5.9級4次,4~4.9級34 次。主震發(fā)生后當天17:17,還觸發(fā)西藏定日縣M5.9地震。此次地震不僅影響尼泊爾,而且波及印度北部、巴基斯坦、孟加拉國、不丹和我國西藏地區(qū)。地震主要影響我國西藏日喀則地區(qū)西南聶拉木、吉隆、定日、薩嘎等縣,引起房屋和道路的破壞。
地震發(fā)生在喜馬拉雅新構造運動最強烈的地區(qū),是印度板塊向歐亞板塊碰撞、俯沖、消減及隆升的核心[2]。震區(qū)主要發(fā)育一系列近東西向的逆沖推覆斷裂帶(圖1),從南到北分別為主邊界逆沖斷裂、主中央逆沖斷裂、藏南拆離系、雅魯藏布江縫合帶。斷裂帶平行展布,因板塊碰撞的時間由北向南逐次發(fā)育,斷裂活動程度和發(fā)震能力也依次強烈。該地區(qū)現(xiàn)代地震活動強度大、頻度高,1833-08-26曾發(fā)生聶拉木M8地震。
余震分布表明,此次震源體自主震向東延伸約160km,自南向北橫向約70km。震源機制解反演結果表明,本次發(fā)震構造為一低傾角逆沖型斷裂,斷裂走向295.4°,傾角10.1°,破裂持續(xù)時間約80s,具有單側破裂特征[3]。據(jù)震后GPS測量,地震造成日喀則市的吉隆縣、聶拉木縣向南水平移動60cm 左右,聶拉木縣垂直下降約10 cm[4]。
圖1 尼泊爾M8.1級地震構造Fig.1 Seismotectonic map of the Nepal M8.1earthquake
震區(qū)自南向北地勢呈臺階狀(圖2),分別為印度平原、錫克利帶、低喜馬拉雅帶、高喜馬拉雅帶、特提斯。中國境內主要為高喜馬拉雅和特提斯,北部沿雅魯藏布江發(fā)育厚層第四紀沉積,地勢相對平坦。居民點順219國道展布,為日喀則地區(qū)主要人口聚集區(qū)。
根據(jù)調查,此次地震災區(qū)最高烈度為Ⅸ度及以上,等震線長軸總體呈北西西-南東東走向,與震區(qū)主構造線方向一致。Ⅵ度區(qū)及以上總面積約為214 700km2,造成尼泊爾、中國、印度、孟加拉等國受災(圖3)[5]。我國西藏地震災區(qū)最高烈度為Ⅸ度,Ⅵ度區(qū)及以上總面積約47 100km2,共造成日喀則市聶拉木縣、吉隆縣、定日縣、定結縣、崗巴縣、仲巴縣、薩嘎縣、薩迦縣、拉孜縣、昂仁縣等10個縣受災[6]|位于Ⅵ度區(qū)之外的日喀則市亞東縣、江孜縣、桑珠孜區(qū)和阿里地區(qū)普蘭縣也受波及,個別居民點有少量破壞。
圖2 尼泊爾M8.1地震震區(qū)地貌Fig.2 Geomorphic map of the Nepal M8.1 earthquake region
圖3 尼泊爾M8.1地震烈度Fig.3 Intensity distribution of the Nepal M8.1 earthquake
地震災區(qū)地廣人稀,每km2約3.4人,以農牧業(yè)人口為主,且主要集中于雅魯藏布江沿岸。民房以土木結構、石木結構為主|城鎮(zhèn)辦公用房磚混結構為主,部分框架結構。
多為牧民居住用房,絕大多數(shù)為單層。因取材方便,主要分布在河流沿岸、沖洪積扇口等地,仲巴、薩嘎等縣沿雅魯藏布江可見完全由土木結構房屋組成的村莊。此類房屋以片石為基礎,夯土為墻,內以干草為筋。根據(jù)當?shù)亓晳T,大廳為主要活動場所,開間較大,在廳中央設木柱若干,置橫梁于上,與前后土墻組成房屋主要承重結構。其上架設方形木檁條,鋪以樹枝、干草及其他防雨材料為頂??v橫墻之間幾無連接處理,少數(shù)條件較好的,將土夯制成塊,堆砌成墻時馬牙槎進行簡單連接。此類房屋無正規(guī)設計,無設防情況,無抗震構造措施。
土木結構房屋在Ⅵ區(qū)等低烈度區(qū)表現(xiàn)為墻體出現(xiàn)穿透性裂縫(圖4(a)),縱橫墻體拉開,縱向檁條與橫梁以及橫梁與墻體間出現(xiàn)錯移(圖4(b))。在Ⅵ區(qū)內的仲巴、薩嘎等縣,沿雅魯藏布江兩岸的房屋破壞明顯較嚴重,向西至近阿里的霍爾巴鄉(xiāng),仍能見零星破壞,向北至山區(qū)破壞程度迅速降低。在高烈度區(qū),如吉隆縣的吉隆鎮(zhèn),幾無完好的房屋,毀壞比例高達84.5%,出現(xiàn)部分墻體倒塌(圖4(c)),甚至是整棟房屋完全毀壞(圖4(d))。從調查情況看,土木房屋抗震性能差,損壞比例大,破壞等級高。
圖4 土木結構房屋震害Fig.4 Earthquake damage of Civil structure house in disaster area
建筑形式與土木結構類似,區(qū)別在于墻體主要由片石、礫石、卵石等組成,以粘土、石灰等膠結,以直槎或馬牙槎連接縱橫墻體,多為單層,部分兩層。石木結構房屋主要分布在山區(qū),以聶拉木、吉隆等南部地區(qū)分布較廣。此類房屋亦無正規(guī)設計,基本無抗震構造措施。
在低烈度區(qū),表現(xiàn)形式與土木結構類似,墻體出現(xiàn)穿透性裂縫(圖5(a)),縱橫墻體拉開,縱向檁條與橫梁以及橫梁與墻體間出現(xiàn)滑落(圖5(b))。在高烈度區(qū),因房屋高度增加,破壞比土木更嚴重,尤其是部分房屋選取圓或次圓狀大塊卵礫石為材料,抗震性能極差。在聶拉木縣,毀壞比例高達81.3%,常見部分墻體倒塌(圖5(c))、部分房屋完全倒塌(圖5(d))。
多為學校、企業(yè)等單位及城鎮(zhèn)居民用房,根據(jù)建筑年代及工藝,分為設防磚混和簡單磚混,縱橫墻混合承重。此次地震中,磚混結構房屋表現(xiàn)較好,以門窗角裂縫(圖6(a))、橫向裂紋(圖6(b))和縱橫墻掉塊(圖6(c))等輕微破壞為主,少數(shù)出現(xiàn)中等破壞(圖6(d))。
圖5 石木結構房屋震害Fig.5 Earthquake damage of stone-wood structure house in disaster area
圖6 磚混結構房屋震害Fig.6 Earthquake damage of masonry structure house in disaster area
框架結構房屋多為新建功能性建筑,建設年代近,有專門的抗震設計,樓層一般為4~6 層??蚣芊课菀暂p微到中等破壞為主,多為填充墻破壞(圖7(a)),也可見外墻脫落及構架輕微受損(圖7(b)),尤其是底框架結構房屋,易出現(xiàn)嚴重破壞(圖7(c))。特別的,在遠離Ⅵ度區(qū)以西的仲巴縣霍爾巴鄉(xiāng)政府,新修的2棟框架結構辦公樓,均出現(xiàn)填充墻穿透性裂縫(圖7(d))、門窗角斜裂縫等輕微破壞現(xiàn)象,而同地區(qū)的土木結構房屋則只表現(xiàn)為少數(shù)原有裂縫加寬,極少出現(xiàn)新裂縫。
災區(qū)內的水利、交通、能源等設施遭受不同程度的破壞。在吉隆縣等高烈度區(qū),還發(fā)生多處崩塌、滑坡等地震地質災害,給公路、房屋等造成較大損失,也形成堰塞湖。吉隆鎮(zhèn)口岸公路路基出現(xiàn)寬裂縫(圖8(a)),崩塌使陳塘鎮(zhèn)公路交通中斷(圖8(b)),滑坡造成吉隆鎮(zhèn)口岸公路多處阻斷(圖8(c)),甚至形成長約800m、寬約35m、平均水深約20 m、估算庫容約280 000 m3的堰塞湖(圖8(d))。
圖7 框架結構房屋震害Fig.7 Earthquake damage of frame structure house in disaster area
圖8 其他設施震害Fig.8 Earthquake damage of other facilities in disaster area
1)地震發(fā)生在主邊界逆沖斷裂帶上,震源體呈北西西-南東東向展布,長約160km,寬約70km。
2)受地震影響,災區(qū)土木和石木等簡易結構房屋普遍破壞,磚混和框架結構房屋破壞較輕。在聶拉木、吉隆等高烈度區(qū),簡易房屋多數(shù)出現(xiàn)毀壞現(xiàn)象,部分倒塌|磚混和框架結構房屋以輕微-中等破壞為主。
3)受場地條件影響,沿雅魯藏布江破壞比其他地區(qū)較普遍,在Ⅵ度區(qū)外的霍爾巴鄉(xiāng)也可見房屋破壞現(xiàn)象,包括新建的框架結構類房屋。
4)近邊境地區(qū),滑坡、崩塌等地震地質災害造成的人員傷亡和房屋損失比地震動直接造成的損失更大。
5)災后重建在選址上應考慮地震地質災害的潛在威脅,房屋建筑應保證施工質量,重視地基基礎建設。
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