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关于如何才能科学的抗震,现代的理论,已经有了非常明确的结论。人们要想准确的预报地震基本上不大可能,但是,我们能够做到的是,让我们的建筑物能够经受住大地震的考验。
目前全世界的抗震结果,也已经验证这一结论的重要性。在我国的汶川大地震发生后不久,日本也发生了一次7级多的地震,但总死亡人数还不到10人。这是为什么呢?是因为日本的建筑物抗震已经非常科学了。我国的汶川大地震,以及很多欠发达国家的地震,之所以死亡人数非常大,其最本质的原因,就是城市建筑物普遍缺乏抗震措施。
一、抗震的三原则,足以保障建筑物的抗震安全:
科学的抗震措施,分为两部分,一个是根据建筑物“可以抗震,但不能抗裂”的特征,要求建筑物一定要躲开活动的地震断层。另一个是,根据当地可能产生的最大的地震强度,让建筑物具备大震不垮的抗震能力。
简单的归纳现代的建筑物抗震的三条原则是:1、摸清地震分布的情况,2躲开同震地表错动层,3具备足够的安全质量。
第一条是后两条的基础,不摸清情况,你就躲不开断层;不知道可能的最大地震动应力,你也不可能知道,采用什么安全系数才能保证建筑物的安全。
去年年初就有两位号称能用周易准确预测地震的地震大仙,声称“建怒江大坝‘违背常识’”。社会上的极端环保组织,乘机也把这个地震大仙,狠狠的炒作了一番。为此,我们特地召开了一次研讨会。请来了几位地震部门的专家。其中就有中国地震局地质研究所副所长,国家地震安全性评定委员会副主任委员,国家重大科学工程《城市地震活断层探测与地震危险性评价》的首席科学家徐锡伟。他介绍说,他们所承担的这个国家重大科学工程,已经取得了重大的成果,其作用,就是要在全国范围内解决第一条的“摸清地震情况”问题。
徐锡伟说:地面震动导致地面破坏,我们完全可以通过提高抗震设防标准,合理的抗震设防设计可以避免。但是“地震还有一种灾害是由发生断层在地震的同时产生同震的地表错动引起的地面建构筑物的毁坏,这种同震地表错动,是无坚不摧的。”。同震地表错动的断层,是必须要避开的。
汶川的白露中心学校,现在还可以看到,已经变成一个地质公园遗址保存馆。断层就从学校操场上通过。陡坎上部另一栋房子是2006年建造的,是按照7度设防,就在陡坎上,一点裂缝都没有。同样是文化大革命期间造的陡坎下部的房子,一栋男生宿舍,一栋女生宿舍,离开断层仅仅几米远,没有倒塌,一点问题没有。所以,在质量保证的条件下,离开断层就可以保证安全。
但是,在断层陡坎上的这栋房子就塌了,还砸死了人。位于陡坎上的这棵树也倾斜了,因为陡坎一侧相对抬升,另一侧相对下降,陡坎上地面倾斜,树便倾斜。因此,断层上的破坏是要严重得多。
这三条原则是现代工程抗震的根本。不理解这三条原则的,就不可能懂得为什么在日本的东京,美国的洛杉矶,以及我国的唐山这样的大地震断裂带上,还可以建城市的高楼大厦?同理,既然在大地震的高发区可以建高楼大厦,那么水坝则是一个比高楼大厦强度高得多实体建筑物,所以,建在地震高发区当然就更没有问题了。
我觉得,目前造成公众产生误解的问题之一,是我们“断层”与“断裂带”的混用。徐锡伟所长,在解释科学抗震理论的时候,不得不采用“同震地表错动层”来修饰“断层”,因为,我们以往的地震科学界通常都是把“断层”与“断裂带”混用的。不过,我觉得如果从文字定义上来分析,断层可以是一条线,而断裂带则可以是一个由很多条具体的“断层”构成的带状区域。
如果有了这样的定义,那么我们就可以说“断裂带”上即可以建高楼大厦,也可以建水坝,但是,一定要躲开“断层”。而现在由于我们经常把“断层”与“断裂带”混用,因此,目前只能强调躲开“同震地标错动”的断层。这样复杂化的表述,妨碍了地震科普的公众传播。所以,目前公众中很多人还不知道,其实,断裂带并不可怕,在那里既可以建高楼大厦,也可以建水坝电站,但首要问题是一定要躲开活动断层。
二、建筑物的抗震安全性,绝不仅仅取决于当地的地震强度
最近,有个加拿大的國際探索(Probe International)发表了一篇《中國西部的地震災害与水電大壩》的文章。财新网的記者劉虹橋也写了篇《中國西部大壩地震災害被低估》的文章。这篇文章的最大问题就是,作者根本就不懂得,一个建筑物的安全性如何,并不是仅仅由该地区的地震强度决定的。
首先说明。我高度怀疑该文章作者(约翰,杰克逊)不是一位地质学者,因为不仅这篇文章的观点违背科学常识、错误百出,而且,我们要想找作者探讨都没门。文章介绍说“約翰‧杰克遜(John Jackson)是一位熟知中國西部的地質學家的筆名,他希望匿名以保護其資料提供者。”但是,我看到整篇文章中,所有数据都有公开的出处,人们根本就看不到有任何信息的来源提供者需要保护。显然是作者的匿名,要保护的是他自己不会被揭露。
这个匿名的(约翰·杰克逊)严重错误之一,是把地震的烈度等同于建筑物的安全性。某一地区的地震烈度高,当然是那里地震的破坏力大一些,但是,那里的建筑物是否安全,则不是仅取决于地震的可能烈度。必须强调:要安全,首先是躲开活动断层,否则的话即使是不太大的地震,建在同震错动层上的建筑物也会倒塌。躲开了断层之后,其安全性如何,主要是取决于该建筑物的抗震能力。
为什么日本的7级地震只有不到10个人死亡,而我们的某些地区的发生的地震比日本的小几十倍,但是,死亡人数却可能是日本的几倍,甚至几十倍呢?其根本原因就是,地震烈度并不当然的代表建筑的安全度。也就是说,建筑物的安全性主要取决于它的抗震能力,而不是它所处的地区的地震烈度。正因为此,我们人类才能在日本东京、美国的洛杉矶以及中国的唐山这样的地区放心的建设高楼大厦。水坝的建设也是一样,某个水坝的安全性到底如何,(在躲开了地震断层之后)不是取决于它建在了什么区域,而是取决于它设计的抗震能力和建筑质量。我的水电站大坝就是按照这样的规范设计建设的,所以在汶川大地震的区域内的两千多座水电站,没有一个水坝出现问题,造成次生灾害的。
现实当中,我们常常根据某个水库的重要性,来确定该水坝的抗震强度。当然这里也一定要把可能发生的最大地震考虑进去的。但是,似乎从来也没有一个工程技术人员,会傻到按照水坝所处的地区的地震烈度,来判别水坝的安全性的。从这一点上看,这个匿名的地質學家的约翰,杰克逊,不仅可能不是什么地质学家,而且很可能都不是一个工程技术人员。
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