從617宜賓6.0級地震和618日本6.8級地震談起

最傳統(tǒng)的地震應(yīng)急評價工作是根據(jù)地震的震級和震源深度做出評價。617宜賓地震震級6級，震源深度16km。618日本新瀉地震震級6.8級（后來調(diào)整到6.7級），震源深度10km。從這兩個例子看，顯然618日本新瀉6.8級地震更厲害。所以，第一輪評估結(jié)果：

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第一次反轉(zhuǎn)

我們此前說過，地震的震級和地震引起的地面運動之間的關(guān)系非常復(fù)雜。正巧這次宜賓地震和新瀉地震發(fā)震地區(qū)都有非常密集的強震臺網(wǎng)，于是我們可以從強震臺網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)評價這次地震的地面運動強弱，我們此前文章介紹過，617宜賓6.0級地震記錄到的最強地面運動峰值加速度（PGA）達到0.6g（圖1），而618日本新瀉6.8級地震記錄到的最強地面運動峰值加速度（PGA）只有0.33g（圖2）。

圖1617宜賓6.0級地震記錄到的最強峰值加速度

圖2618新瀉6.8級地震記錄到的最強峰值加速度

因此，考慮到我國地震烈度以峰值加速度作為主要評價依據(jù)，從峰值加速度看，第二輪評估結(jié)果反轉(zhuǎn)了：

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第二次反轉(zhuǎn)

除了地震的復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)自身的動力特性也有很大的復(fù)雜性。如果我們進一步考察617宜賓地震的反應(yīng)譜和618新瀉地震的反應(yīng)譜，我們可以清晰看出，宜賓地震的反應(yīng)譜主要集中在短周期段，0.7s以后中長周期段就很不給力了（圖3）。而618新瀉地震的反應(yīng)譜在0.7s-1.5s周期段要顯著高于617宜賓地震的反應(yīng)譜值（圖4）。所以，如果我們把這兩個地震動輸入同一組6層框架結(jié)構(gòu)，我們可以顯著看出，618新瀉地震引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)要顯著高于617宜賓地震的結(jié)果（是其2~3倍）（圖5）。

圖3617宜賓地震記錄反應(yīng)譜

圖4618新瀉地震記錄反應(yīng)譜

(a)宜賓地震

(b)新瀉地震

圖5典型6層混凝土框架層間位移角響應(yīng)

也就是說，從典型結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析上看，第三輪評估結(jié)果又反轉(zhuǎn)了：

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第三次反轉(zhuǎn)

看到這里，我想各位吃瓜觀眾已經(jīng)有點忍無可忍了，這個劇情，也太意外太刺激了吧。如果你是地震后主持救災(zāi)的決策人，看到這一遍又一遍的反轉(zhuǎn)，實在是有點暈菜。別急，故事還沒完呢。雖然從圖5可以看出，對于同樣的建筑，618新瀉地震引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)可能會更大，但是別忘了，日本新瀉和中國宜賓的建筑抗震能力可是有著很大的差異的?。∷?，617宜賓地震后，倒塌和嚴(yán)重?fù)p壞房屋20185間，一般損壞房屋75713間，因災(zāi)死亡13人，受傷220人(來源人民網(wǎng), 6月20日)。而618新瀉地震后，日本只有144棟建筑發(fā)生破壞。共計0人死亡，28人負(fù)傷(來源日本消防廳，6月20日)。對比中日震害結(jié)果差別，日本建筑強大的抗震能力起了決定性的作用。

因此，從最后實際災(zāi)情上看，第四輪評價結(jié)果又反轉(zhuǎn)了：

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從以上分析可以看出，震后給出一個科學(xué)合理的震損評價結(jié)果，受到地震震級、地面運動強度、地震動和建筑的振動特征、建筑的抗震能力等諸多特性影響，真的是好難好難?。?

有沒有什么解決方法呢？在617宜賓地震和618新瀉地震后，基于實測地震數(shù)據(jù)和城市抗震彈塑性分析方法，RED-ACT系統(tǒng)在第一時間都給出了震害的評估結(jié)果（圖6）：

(a)617宜賓6.0級地震

參閱：RED-ACT: 四川省宜賓市長寧縣6.0級地震區(qū)域破壞力分析

(b)618新瀉6.8級地震

參閱：RED-ACT: 6月18日，日本6.8級地震破壞力分析

圖6RED-ACT系統(tǒng)給出的震損評價結(jié)果（建筑抗震能力取均值）

從圖6可見，由于RED-ACT系統(tǒng)采取了真實完整的地震輸入、符合當(dāng)?shù)亟ㄖ闆r的建筑模型、以及可以完整模擬整個結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的城市抗震彈塑性分析方法，從而合理考慮了地震震級、地面運動強度、地震動和建筑的振動特征、建筑的抗震能力等諸多特性影響，能夠第一時間就給出合理的評價結(jié)果。

當(dāng)然，由于基于實測地震數(shù)據(jù)和城市抗震彈塑性分析方法的震后損失評價方法只是一個誕生了一、兩年的新生事物，雖然我們覺得有很好的發(fā)展前景，但是現(xiàn)階段還有很多的問題有待解決。比如，如果臺網(wǎng)密度不足，可能就會漏掉一些重災(zāi)區(qū)?；蛘呷绻?dāng)?shù)亟ㄖＰ筒缓侠恚穷A(yù)測結(jié)果也會有較大的偏差。這些都是未來重要的努力方向。而不管是建立全國尺度的密集地震臺網(wǎng)，還是建立全國或者全球的建筑數(shù)據(jù)模型，這都不是我們一個小課題組能夠承擔(dān)的工作。因此，我們歡迎國內(nèi)外對這個課題有興趣的專家和單位一起合作。比如這次618日本新瀉地震，我們就采用了和埼玉大學(xué)黨紀(jì)教授合作開發(fā)的日本建筑模型。并特別感謝日本埼玉大學(xué)黨紀(jì)教授和日本東京大學(xué)蘇迪教授為本文提供了大量寶貴資料。