2.2.1 陕西各烈度区的震害特征
汶川8.0级地震在陕西省境内形成Ⅷ度、Ⅶ度、Ⅵ度、Ⅴ度烈度区。各烈度区地表匀无明显破裂痕迹,但房屋建筑及城乡基础设施破坏严重。在Ⅵ度区、Ⅴ度区还分别出现Ⅶ度、Ⅵ度高烈度异常区(陕西省地震局地震现场工作队,2008a,b)。
(1)Ⅷ度区主要集中在宁强县西南角。地震发生时人们普遍感觉头晕,听到很大的轰鸣声,站立不稳,无法跑动; 大部分土木结构房屋倒塌和毁坏; 砖木、砖混结构房屋纵横墙体大部分开裂,老旧房屋墙体有酥化,跨度较大的教学楼破坏较重; 框架结构房屋外墙瓷片脱落、填充墙出现裂缝,梁柱连接处严重受损。位于河边或半山腰的各类房屋破坏更加严重,混凝土地面裂缝明显。沿NE方向广坪镇、安乐河镇、燕子砭镇、阳平关镇和代家坝镇一线房屋震害严重,而远离NE走向断裂两侧的房屋震害相对较轻,震害严重乡镇分布位置上与阳平关—勉县断裂带走向基本一致(陕西省地震局地震现场工作队,2008a,b)。
(2)Ⅶ度区包括略阳、勉县以及宁强、南郑、留坝、汉台区和汉中市区。区内土木结构房屋少数倒塌,大部分墙体开裂、屋顶掉瓦毁脊,部分墙体变形、破裂、倾斜,少数墙体倒塌或屋顶塌落。建在河漫滩上或独立山丘上的此类房屋破坏较重; 砖木、砖混结构房屋墙体部分出现裂缝,做过抗震设计的房屋轻微破坏或基本完好。部分跨度较大的教学楼破坏相对较重,没有做过抗震设计的一层或二层砖混房屋破坏相对较重。有些砖混房屋从外部看似乎完好,而屋内墙体裂缝纵横,破坏严重; 框架结构房屋只有少数伸缩缝开裂,外贴瓷片脱落,也有填充墙开裂或墙体破裂变形出现X形裂缝的现象,房屋基本完好。村民院落的砖围墙普遍倒塌,此类震害导致的人员伤亡现象严重。另外,在Ⅶ度区,地震时还出现了喷沙冒水、砂土液化、崩塌、滑坡等震害现象(陕西省地震局地震现场工作队,2008a,b)。
(3)Ⅵ度区主要包括汉中市东部、宝鸡大部、咸阳和安康西部地区的18个县。区内土木结构房屋个别局部倒塌,有的开裂现象严重,多数有掉瓦现象,部分墙体出现裂缝。个别抗震性能极差的房屋倒塌; 砖混和砖木结构房屋无倒塌和严重破坏现象,但有的墙体出现少量裂缝; 框架结构房屋无倒塌,部分框架结构填充墙出现裂缝,梁、柱基本完好。Ⅵ度区内的少量水塔出现水平或斜裂缝。在Ⅵ度区出现了宝鸡陈仓区Ⅶ度异常区(陕西省地震局地震现场工作队,2008a,b)。
(4)Ⅴ度区主要包括永寿县、礼泉县、户县、宁陕县、石泉县和镇巴县等县市。该区房屋破坏不明显。室内静止的多数人感觉有点头昏,门窗轻微作响,桌上器物轻微晃动,行走、骑车、开车的人未有感觉。土木房屋有个别檐瓦掉落现象,砖混房屋个别墙体有微细裂纹,有墙皮掉落; 在Ⅴ度区内的西安市区出现了Ⅵ度异常区。
陕西强震台网在此次汶川地震中产出了很好的强震记录(舒优良,2008)。记录显示:汶川8.0级大地震发生时,台网中的15个子台记录到的地面水平峰值加速度(EW向)在17～54.2 cm/s2之间变化(表1),平均30 cm/s2。中国地震烈度表(GB/T 17742-1999)Ⅴ度区水平峰值加速度区间值为22～44 cm/s2,平均为31 cm/s2。
表1 陕西强震台网15个子台记录到的汶川8.0级地震Ⅴ度区的水平峰值加速度
Tab.1 Peak values of horizontal acceleration of the M8.0 Wenchuan earthquake at the different seismic stations in the areas of intensity V
2.2.2 高烈度异常区震害特征及成因分析
在西安市的Ⅳ度烈度异常区,室内大多数人首先感到头晕,随后明显感觉到摇晃。楼房低层的人多数惊慌跑出。高层建筑内,人无法站立,橱柜、书架中的物品被甩出。正在驾车的人以为汽车爆胎。少数老旧土木房屋倒塌,部分出现裂缝。少数砖混房屋出现裂缝。框架和高层框剪结构房屋填充墙开裂(图2)。市区有24座建筑塔吊也在地震中倒塌或折断(图3)。地震时还有人看到田间油菜、麦苗随地震波起伏。西安市蓝田县普化镇杨斜村、三里镇陈家崖灞河河漫滩上有砂土液化现象(陕西省地震局地震现场工作队,2008a,b)。
西安市区内的强震台站记录显示(舒优良,2008):西安市区的水平峰值加速度值集中在50～58 cm/s2 之间(表2),这与中国地震烈度评定表中Ⅵ度区水平峰值加速度评定值范围45～89 cm/s2基本一致,证明西安市区的地震烈度为Ⅵ度。
图2 西安市一高层建筑破坏情况
Fig.2 Damage of a high-rise building in Xi'an
图3 西安市一建设工地正在施工的塔吊折断
Fig.3 A tower crane broke in operation at a construction site in Xi'an
在宝鸡市陈仓区烈度异常区,群众普遍震感强烈,惊慌跑出室外。多数人头发昏、发晕,听到门窗作响,行人走路困难。砖混房屋承重墙体出现多处明显裂缝,框架结构房屋部分构造柱有裂缝,填充墙有多条裂缝; 大部分砖混、框架楼东西墙体开裂现象严重(
图4、
图5),承重柱、
表2 陕西强震台网4个子台记录到的汶川8.0级地震西安Ⅵ度异常区的水平峰值加速度
Tab.2 Peak values of horizontal acceleration of the M8.0 Wenchuan earthquake in areas with abnormal intensity Ⅶ in Xi'an
梁倾斜错动,错距1～5 cm; 大部分建筑被破坏并出现X形裂缝(陕西省地震局地震现场工作队,2008a,b)。
图4 宝鸡市陈仓区东西大街某转角楼破坏严重
Fig.4 Heavy damage of a corner house in the Dongxi street in Chencang District of Baoji City
图5 宝鸡市陈仓区东西大街中国银行大楼破坏
Fig.5 Damage of a building of Bank of China in the Dongxi street in Chencang District of Baoji City
表3 陕西强震台网2个子台记录到的汶川8.0级地震宝鸡Ⅶ度异常区的水平峰值加速度
Tab.3 Peak values of horizontal acceleration of the M8.0 Wenchuan earthquake at the different seismic stations in the areas with abnormal intensity Ⅶ in Baoji
汶川8.0级地震发生时,陕西强震台网的宝鸡市子台和陈仓区子台的水平峰值加速度记录(表3)分别为119.3 cm/s2和91.3 cm/s2(舒优良,2008),与中国地震烈度评定表中Ⅶ度区水平峰值加速度(90～177 cm/s2)的评定值一致。
陕西省地震局工程地震勘察研究院(2008)在震后对宝鸡市陈仓区地震烈度异常区进行的地震工程地质勘察结果显示:陈仓区震害异常带内无地基失效现象发生; 地层连续、稳定,没有发现断层活动错断地层迹象,场地稳定性良好; 该地区地下10 m以内主要为填土、黄土、古土壤和粉质粘土,10 m以下为圆砾、卵石层; 有部分地段场地属自重湿陷性黄土,其余均为非自重湿陷性黄土,地基湿陷等级较低。该地区地下水位埋藏深度为24 m,20 m深度范围内无可液化的土层。舒优良(2008)研究认为该地区出现高烈度异常的原因有两个:一是该地区位于龙门山断裂向北东方向破坏的扩展方向上,受到地震时一系列破坏子源的叠加影响,加重了对建筑物的破坏程度; 二是该地区局部地段分布有较厚的软弱地层,这些软弱地层对地震波进行了明显的放大,加重了地面建筑物的损坏程度。这一观点被不同强震观测点上的强震加速度记录所证明。在同等条件下,土层场地强震加速度记录是基岩场地的2～3倍,如建在基岩上的汤峪、乾陵和长安强震台的记录比其他强震台的记录明显偏小。
