地震等级和设防烈度关系.docVIP

地震等级与设防烈度的关系每次地震发生，可能很多人都会有类似的问题。有时候，有些媒体也会在这里犯一些错误，被大家诟病为「不专业」。当然，这些东西也挺复杂的，媒体搞混了也正常。一 地震震级地震震级是某次地震的属性，某个地震只会有一个震级。比如1995年阪神大地震是矩震级6.8，2008年汶川大地震是矩震级是7.9。注意到，可能对于某次地震，不同媒体的报道有所不同，那是因为他们采用了不同的震级标准。由于历史原因，不同的专家学者发明过不同的震级标准，比如里氏震级、面波震级、体波震级等等。比如说，有些国内官方媒体采用的就是面波震级，所以2008年汶川大地震的震级为面波震级8.0。目前大家认为比较合理的、应用较广泛的是矩震级。震级是什么意思呢？简单说，震级衡量的是地震的大小，或者严谨一点，地震所释放的能量的大小。某次地震所释放的总能量是固定的，所以它的震级也是唯一的。绝大多数地震是由断层引起的，地震所释放的能量的大小，取决于引发地震的断层的大小、断层两边相对运动的距离、断层处的岩石强度。断层的面积乘以断层移动的距离再乘以岩石的剪切模量，得到的就是Seismic Moment，也就是所谓的地震矩。这个地震矩的数值，直接反映了地震释放能量的大小。而矩震级就是对地震矩的衡量，这两者之间的关系是 ，其中地震矩 M0的单位为牛乘以米。注意到，地震矩和矩震级之间是三分之二 log 的关系。换言之，震级大一级，地震矩变为原来的10的1.5次方倍，也就是31.6倍；震级大两级，地震矩变为原来的31.6的平方倍，也就是 1000 倍。简单说，8级地震释放的能量，是7级的31.6倍，6级的1000倍，5级的31623倍，4级的1000000倍。二 地震烈度地震烈度衡量的是某次地震发生之后对某个地区的影响。比如说，1976年唐山大地震，震中唐山的烈度为11度，天津的烈度为8度，北京为6度，石家庄为5度。通常情况下，越靠近震中最大，越远离震中越小。这也很好理解，越靠近震中受影响越大，越远离震中受影响越小。你可以想象成一个靶子，震中就是靶心10环，外边一点9环，再靠外8环。同样的地震，震中烈度可能是9度，往外50公里可能降低到8度，再往外150公里可能降低到7度。由于地形地质的不同，所以烈度的分布并不是个完美的同心圆，只是大致上遵循着越靠近震中越大的规律。烈度的大小与地震震级相关，但并没有明确的数值关系，而是因为其它条件的不同而不同。简单说，烈度是一个主观性比较强的参数，跟震源深浅、地震类型、地质条件等等都有关系，不同的地震会有不同的情况。正如世界上没有两片相同的叶子，世界上也没有两次相同的地震。同样都是6级地震，一个震中烈度可能是7度，另一个可能会达到8度。三 抗震设防烈度抗震设防烈度是某个地区的属性。比如说北京的抗震设防烈度是 8 度，上海的抗震设防烈度是 7 度。这个是怎么确定的呢？一定程度上，设防烈度的制定跟设防目标相关。就拿北京来说，先统计一下历史上一定时期之内影响到北京的历次地震，看一下这些地震引起的北京地区的烈度分别是多少。比如说1976年唐山地震是6度，某某年某次地震是4度，某某年某次地震是5度……然后再利用统计学知识，根据既定的可靠度目标，比如说，让设防烈度大于这些已经发生过的地震烈度的90%，继而确定出一个设防烈度。换句话说，这种情况下，所有可能发生的地震里，我能保证有90%的实际地震烈度都小于我的这个设防烈度。现在的抗震规范，采用的是 50 年内超越概率为 10% 的地震烈度作为抗震设防烈度。也就是说，50年之内，发生比这个设防烈度还大的地震烈度的可能性是10%。折算下来，也就是俗称的「475年一遇」。什么意思呢？475年一遇的地震，今年发生的概率是475分之一，也就是0.211%，今年不发生的概率是1减去0.211%，也就是99.789%。50年之内都不发生这样的地震，这个概率是 99.789% 的 50次方，也就是90%。而50年之内发生这样的地震的概率，则是 1 减去 90%，等于 10%。也就是说，我们的目标是 475 年一遇的地震。100年一遇的地震，小意思，都在我们的设防范围之内，也就是俗称的「小震不坏」；500年一遇的地震，刚刚好跟我们的设防目标差不多，次要结构可能会有小范围破坏，但是主体结构不会发生大的破坏，也就是俗称的「中震可修」；1000年一遇的地震，已经超过了我们的设防目标，但是尽量通过合理的构造措施，保证结构足够的延性和塑性变形能力，争取做到房子虽然变形很大，但不会整体垮塌，保证逃生通道和逃生时间，这也就是俗称的「大震不倒」。四 抗震等级抗震等级是建筑结构的属性。比如说，这栋楼的抗震等级是一级，那栋楼的抗震等级是二级。抗震等级也可以在局部调整，比如这栋楼的抗震等级是三级，但是某一层或者某一个柱子的抗震等级是二级。抗震等