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清华建筑专家:地震为何对建筑物破坏力巨大
来源:  作者:本站

  记者:人们常说,地震来袭时地动山摇,房屋随之倒塌。那么,地震到底是以什么方式来破坏建筑的?

  专家:用“地动山摇”“山崩地裂”来描述地震到来时的情形一点也不过分。由于建筑物依附在地球表面,建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。简单地说建筑物破坏有三种方式:上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候,还是三种方式的复合作用。

  地震波传播方式有纵波、横波、面波,由于地球表层岩性的复杂性,传播过程中也会出现像激流中“漩涡”的复杂情况。

  纵波使建筑物上下颠簸,力量非常大,建筑物来不及跟着运动,使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载,叠加建筑物上部的自重压力,若超出底层柱、墙的承载能力,柱、墙就会垮掉。底层垮掉后,上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样,又使第二层压坏,发生连续倒塌,整个建筑直接“坐”下来,原来的第三层瞬间变为“第一层”。

  面波使建筑物水平摇摆,相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力,若底部柱、墙的强度或变形能力不够,就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒,在震区常常看到这种现象。

  第三种作用是扭转。引起扭转的原因是有的地震波本身就是打着“旋儿”过来的,也有的情况是因为面波到达建筑物两端早晚的时间差引起的。这种情况引起建筑物扭动。建筑物一般抗扭能力较差,很容易扭坏。震区有的房子角部坍塌,多属这种情况。

  一旦碰到上下颠、左右摇、扭转,三种方式共同发生,破坏力就更加可怕。在离震中较近的范围,往往三种方式交织作用,所以破坏力很大。

  此外,每个建筑物都有自己特定的自振频率,如果这个频率与地震作用的频率接近,还会引起类似共振的效应,那样带来的破坏力就更可怕了。

  还有一种破坏形式叫“液化”。如果建筑物基底是粉细沙,房子建在上面,当大地摇动时,沙粒向旁边跑,房子就会往下沉,引起倾斜甚至倒塌。唐山地震时,很多房子就是这样损毁的。这次汶川地震没有出现“液化现象”,但由于山体不稳引发的滑坡却很多,许多建在山坡上或山脚下的房子就是这样损坏的。

  记者:在这次地震中,大量建筑物受到毁灭性破坏,这究竟与地震的震级有关系呢?还是与烈度有关系?

  专家:我们先要搞清震级和烈度两个概念,不少人弄不清楚。震级和烈度是两个不同的概念。震级是用来衡量一次地震释放能量的大小,烈度是描述地震引起的破坏程度。一次地震只有一个震级,但烈度不止一个,一般情况下离震中越近破坏越大,烈度就越高,远离震中烈度减小。例如唐山地震,震中区烈度是11度,影响天津是8度,影响北京是6度。
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