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地震与防震知识
发布人:办公室 发布日期:2017-11-28 [ ] 浏览次数:1904 [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

  一、  地震常识

  1、地球构造简介

  地球的构造

  “地震”或如老百姓所说的“地动”是一种自然现象。和刮风下雨不同的是,地震是来自地球内部的自然现象。若想对地震的原因有一定了解,首先应对我们赖以生存的地球构造有所认识。

  地球是一个平均半径约为6400公里的实心扁球体。其内部从表面到中心可分为地壳、地幔与地核三个部分(或三层)。最外面的地壳是一层由岩石组成的硬壳,平均厚度约为30公里,是地球半径的1/200左右,就如鸡蛋壳与鸡蛋的比例差不多。地壳的下面是2900公里厚的地幔,它是由更坚硬的岩石组成的。随着地深的增加,地幔的上部有几百公里厚的一层处在高温高压状态,据测定这里的地质状态已经不是固态岩石已呈溶融状态处在缓慢流动之中,称为软流层。地幔的下面是地核,其半径约为3470公里,主要由铁镍物质组成。由于这里的温度更高、压力更强,经测定分析,地核上部(或称外核)可能为液体,而内核可能是固态。

  2、地震的原因与分类

  地震作为地壳运动的一种表现形式,就世界范围讲,每年将要发生数百万起。但其中绝大多数是人们感觉不到的小地震,真正能产生灾害性的地震平均每年只有十几次,造成毁灭性灾害的约为1—2次。所有地震中,由于地壳构造运动而形成的地震称为构造地震。构造地震的数量约占总地震的90%以上。1976年我国的唐山大地震、1994年美国加州的北岭地震和1995年日本兵库县的阪神地震都属于构造地震。在整个地震的研究中构造地震占首要地位。这种地震产生的主要原因大致如下:

  地壳中的岩石层一方面受到来自上部的巨大重力作用(30公里深处,岩石自重产生的压强约为6×105KN/㎡或说每平方米6万吨),另一方面由于地幔上部软流层的缓慢对流又使该岩石层从下面受到巨大的作用力,此外还有来自其它一些因素所形成的力。这些将使岩石处在相当复杂的受力状态下,在日积月累的过程中,当某些薄弱部位(如断层地带)所受的力达到岩石层所不能承受的时候,岩石层必将沿这一带产生破裂、错动,引起剧烈震动,这就形成了构造地震,它是发生构造地震的源头。震源正上方的地面位置或震源在地表的投影叫震中。震源到震中的距离称为震源深度。按震源深度的不同,构造地震又可分为浅源地震;中源地震和深源地震三种。震源深度小于70公里的地震为浅源地震,70—300公里的为中源地震,大于300公里的为深源地震。世界上绝大多数构造地震都发生在地壳内,属于浅源地震。须要指出的是,浅源地震一般影响的范围较小但其破坏性却较大。如唐山地震的震源深度仅为11公里左右,为浅源地震,但震中就位于唐山市内,对唐山市的破坏是极其严重的,几乎摧毁了整个城市。深源地震与浅源与浅源地震相反,影响的范围较大但破坏性却较小。如2002年我省汪清地震,震源深度远大于300公里,为540公里,属于深源地震(震源发生在地幔中),其影响范围相当广泛,但基本上未产生什么震害。

  除构造地震以外,由火山爆发、岩浆活动和气体爆炸而引起的地震称为火山地震,据统计约占总地震的7%左右。从世界范围看这种地震虽然数量不太少但影响不大,在整个地震研究中居次要地位。我省长白山地区有火山口存在,因此在这些地区附近建造重要建筑物,应当考虑可能出现的火山地震及其对周围的影响。  

  由地下溶洞或旧矿坑的崩塌而形成的地震称为陷落地震,由于这种地震的数量和影响均不大,因此在整个地震研究中几乎不予以考虑。

  如果将构造地震、火山地震和塌陷地震统称为天然地震,则由于工业爆破、矿山开采等因素引起的地震可称为人工地震。这类地震影响范围小,不会造成大的破坏。

  3、震级及发震序列

  每一次构造地震的发生,在震源处都会释放出一定的能量。人们用震级这样一物理概念来衡量释放出能量的大小。震源释放的能量越多,震级就越大。按照理论分析,释放出能量的大小可用地震引起的地面位移(振动的幅度)来反映,因此震级可用地震仪上记录得到的最大振动幅度来测定。地面上距震中100公里处设置标准地震仪,仪器中测出的最大振幅值以A表示(单位为微米,1微米等于千分之一毫米),则震级M的数值可用以下公式算出:

  M=㏒A

  例如测到的最大振幅值A=100毫米=100000微米,则M=㏒100000=㏒105=5,此次地震应为5级。最大振幅值A达到1m时,震级将为6级。

  上述的震级表示方法,就是目前国际上比较通用的里氏震级。如76年唐山大地震为里氏7.8级,95年日本阪神地震为里氏7.2级。

  在测出震级M的基础上,可用下式算出该次地震所释放出的能量E:

  E=10(4.8+1.5M)

  式中E的单位为焦耳(J)。例如5级地震释放出的能量

  E=10(4.8+1.5×5)=1012.3=2×1012(J)

  6级释放出的能量为63×1012(J)

  6级是5级释放能量的31.5倍。而7级将是5级能量的31.5×31.5=1000倍。

  1个8级地震的能量,相当于100万千瓦的大型发电厂连续两年发电量的总和。

  我国一般按震级M的大小将地震(指浅源地震)划分为:

  (1)、小震(M≤3),人们感觉不到,只有仪器才能测出;

  (2)、有感地震(3﹤M≤4.5);

  (3)、中强地震(4.5﹤M≤6),可造成破坏;

  (4)、强烈地震(6﹤M≤7),可造成较大破坏;

  (5)、大地震(7﹤M≤8),将产生严重破坏;

  (6)、巨大地震(M﹥8),将产生毁灭性灾难。

  世界上仪器记录到的最大震级为8.9级,发生在1960年5月智利海边,2004年年末发生在印尼的巨大地震也是8.9级,并引起了海啸的发生。

  地震按前震、主震、余震发生序列的不同又可分为如下三种类型:

  (1)、主震余震型地震

  这种类型地震,前震较少,主震震级突出,余震较多。例如唐山地震,大震前仅记录到三次1级以下的微小地震,然后突然发生了7.8级大地震,当天又发生了7.1级强余震和十次大于6级的较强余震,以后一个时期内小的余震不断。

  (2)、震群型地震

  这种类型地震没有突出的主震,前震和余震都较多。例如1960年智利大地震,从5月21日到6月22日,共发生有感地震225次,其中三次超过8级。

  (3)、单发型地震

  这类地震前震和余震都很小很小。主震能量占全部地震能量的99%以上。1976年4月内蒙和林格乐6.3级地震就属于这个类型。

  上述三种类型地震所占比例约为60%、30%、10%。

  4、地震波

  地表下若干公里处强地震发生后,震源处要产生剧烈震动,并将释放出巨大能量。这种震是如何传到地表面的?能量又是如何向四面八方释放的呢?这些任务是由地震波所完成的。

  地震波有横波与纵波之分。横波就像石块丢到水中引起的波浪,随着时间的增加波纹向外扩展。仔细研究这种横波的特点,可以看到每一处的水滴在上下振动但波纹在水面上向外传播,波的传播方向与水滴振动方向相垂直,这是横波的特征。波纹向外传播的快慢称为横波的波速。纵波与横波不同(不如水波那样直观),它的特征是物体质点的振动方向与波的传播方向相同。例如在铁轨上用锤敲击一下,你可以在很远处将耳朵贴在铁轨上听到敲打的声音,这就是纵波在铁轨上传播的结果。纵波传播的快慢称为纵波波速。

  构造地震发生后,从震源处向四面八方同时传递着横波和纵波。两种波在同一岩石中传递的波速并不相同,纵波的波速比横波波速要快。从震源到正上方的震中,沿这条路线同时传递着这两种波,由于纵波比横波快,所以纵波先到达地面,而横波后到达。再根据两种波质点振动的特征,处在震中地面的人们会感觉到,发生地震时地震先上下颠簸,而后是左右摇晃。这种情况是理想上的分析,实际上由于波的传递方向不同,岩石介质的不同,波传递过程中不存在折射与反射等等,因此地震时地面运动是相当复杂的。但是不论多么复杂,地震时地面的上下颠簸与水平面内的左右(或前后)摇晃是两种最基本的地面运动。至于颠簸的大小与摇晃的幅度除与震级有关外,还与建筑物所在地到震中的水平距离(震中距)有关。建筑物随地面的上下颠簸与水平摇晃两者的对比中,水平运动是使建筑物产生破坏的主要原因。

  5、烈度与震害

  强震发生后,经过地震波的传播,将使地面发生剧烈振动。这种振动不仅会使地表产生变化,如地裂、地陷、砂地喷水冒砂等,还会使建筑物受到各种破坏,从而引起人员的伤亡和财产的损失,造成不同程度的震害。震中是受到破坏最为严重的地区,称为极震区。一般随着离开震中距离的不同,受到破坏的生活方式也不相同,越远破坏相对越轻。人们用烈度这样一个名词作为衡量地表和建筑物破坏的尺度。我国将烈度由轻到重分为12度。下面具体介绍不同烈度时的特征及其震害现象。

  1度至3度时:地表与建筑物均无变化与损坏,多数人感觉不到地震。

  4度时:门窗和纸糊的顶棚有时轻微作响,室内大多数人有感觉。悬挂物摇动,器皿中的液体轻微振荡。

  5度时:门、窗、地板、天花板和屋架木料轻微作响。开着的门窗摆动。抺灰层上可能有细小裂缝。室内差不多所有人和室外大多数人有感觉,家畜不宁。悬挂物明显摇摆,少量液体从装满的器皿中溢出,架上放置不稳的器物翻倒或落下。

  6度时:很多人从室内跑出,行动不稳,家畜从厩中跑出。房屋有损坏,个别砖瓦掉落,墙体产生微细裂缝。简陋房屋少数破坏,严重的房、棚可能倾倒。可能发生个别人畜伤亡。河岸和松软土上出现裂缝,饱和砂层出现喷水冒砂。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头。

  7度时:大多数人仓皇逃出,房屋轻度破坏,有局部破坏,开裂产生但不妨碍使用。简陋房屋许多破坏,少数倾倒。会有少数人畜伤亡。河岸出现塌方,饱和砂层常见喷水冒砂,松软土地上地裂缝较多,大多数砖烟囱中等破坏。

  8度时:摇晃颠簸,行走困难,房屋中等破坏。结构受损,需要修理。简陋房屋许多倾倒。由于房屋破坏,人畜有一定伤亡。干硬土上亦有裂缝发生,大多数砖烟囱严重破坏。

  9度时:人们坐立不稳,行动的人可能摔跤。房屋严重破坏,墙体龟裂,局部倒塌,修复困难,简陋房屋大多数倾倒。人畜伤亡会增加,干硬土上有许多地方出现裂缝,基岩上可能出现裂缝,滑坡。砖烟囱出现倒塌。

  10度时:骑自行车的人会摔倒,处于不稳状态的人会摔出几尺远,有抛起感。房屋倒塌不堪修复。会有较多人员伤亡和财产损失。山崩或地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏,大多数烟囱从根部破坏或倒塌。

  11度时:建筑物毁灭,由于房屋倒塌会压死大量人畜,埋没了许多财物。地震断裂延续很长。山崩常见,基岩上拱桥毁坏。

  12度时:地面剧烈变化,山河改观。

  上面较详细地给出了不同烈度时人们的感觉与房屋和地表的破坏现象。一次地震只有一个震级,但对应的烈度随离开震中距离的不同而有多个。下面以唐山地震为例说明这一情况。1976年7月28日唐山大地震,震级为里氏7.8级,震中极震区恰好位于市区,烈度达到11度,震后一片废墟,全市死亡24.2万人,伤16.4万人,财产损失100亿元。这次地震中,离唐山40公里的宁河烈度为9度;离唐山90公里的天津市烈度为8度;150公里外的北京受到的影响为6度强;360公里外的石家庄有强烈震感,烈度为5度。

  震级与烈度是两个不同的概念。一般说某某房屋可抗7度(烈度7度)地震,这种说法较为科学。说抗7级地震就显得不够明确,因为一个7级地震是可以对应许多烈度的。如果人们一定要把震级与烈度限定为一一对应,那么可以将震级与震中烈度对应起来。对于浅源地震,按照经验公式可推算出如下对应关系:

  震级  震中烈度

  2       1—2

  3       3

  4       4—5

  5       6—7

  6       7—8

  7       9—10

  8       11

  〉8     12

  如电台广播某地发生6级地震,我们可以立刻确定震中烈度应在7—8度之间。

  对烈度及相应震害有了初步了解后,现在介绍中国地震区划图中的地震基本烈度。国家对全国范围内各地未来一定时间内可能受到的最大地震影响程度进行科学预测与划分,确定各地的基本烈度,形成一个区划图,用以指导全国范围内的抗震防灾工作。例如:长春市与吉林市为7度区,松原市为8度区等等。无论何地都可以由此区划图查出基本烈度为多少。作为百姓应当知道自己所在地的基本烈度,一旦发生地震会有所准备。当然,区划图的划分虽然有科学根据,但由于地震的准确预报(何时、何地、震级多大)在世界范围内尚未完全过关,所以某地区发生大于该地区基本烈度的地震影响是有可能的。

  从烈度说明中可以看到,6度开始,房屋将有损坏产生,这标志着人员伤亡和财产损失将可能发生。国家规定全国基本烈度为6度及其以上地区的建设工程都需要进行抗震设防。一般说来抗震设防烈度就是当地的基本烈度。所以6度以上地区的百姓应当明确自己地区是应该进行抗震设防的。

  最后还应说明:震害中所指房屋除简陋房屋外,一般指未经抗震设防的普通砖房。目前,各大中城市中经过抗震设防的房屋建筑再遇到同样烈度的地震影响时,其震害相对会轻的多。

  二、防震常识

  1、房屋抗震性能常识

  地震发生后直接造成的人员伤亡和财产损失,主要是由于房屋的破坏和倒塌造成的。为了减少地震时的人身伤亡,人们应该学会采取正确的应急避震措施,同时对自已生活居住房屋建筑的抗震性能应该有一些粗浅的了解。

  房屋能否倒塌关键是看墙体。一般说墙倒才能屋塌。地震时地面运动主要是上下颠簸和左右摇晃,房屋随地面上下颠簸时可使墙体发酥,一般不会倒塌,左右摇晃是使墙体开裂进而倒塌的主要原因。平房中的土坯墙不如砖墙能抗水平晃动。同样是土坯墙,墙厚比墙薄好,双墙比单墙好,十字交叉的墙比一字形的墙好,开洞较少的北墙比开洞较多的南墙要好,内墙比外山墙要好。从屋盖来说,轻屋盖比沉屋盖要好,沉屋盖晃动起来力大,容易使墙倒塌,一旦墙倒,屋盖落下来的力会很大。有木柱木屋子架的平房要比没有的强,穿斗木构架房抗倒塌的能力更好。楼房一般说来底层相对受晃动的力较大,顶层在晃动中有时也较危险。楼板为现浇的钢筋混凝土板比预制板要好,它的整体性强。预制板的房屋中,一般在厨房、厕所的上面有部分现浇板,这些部位墙体双较多,室内又有各种管道支撑,因此这些部位要比其它部位抗震性能要好些,特别是抗倒塌的能力要强,也是应急避震的较好场所。楼房中靠窗的外墙由于开洞很大墙体抗震能力较差,加之玻璃易震碎伤人。阳台一般为悬挑结构,抗震性差,玻璃又多,不宜避震。楼梯间如果不是经过抗震设计的房子,比居室抗震性能差,有时楼房未塌而楼梯间先塌,所以楼梯间也不是避震的好场所。

  2、逃离险境的条件

  一般强烈地震发生前一两天都不得会出现一些反常现象,如各种动物的异常表现,井水深浅和味道的变化等。例如1975年的海城地震,由于这些现象很普遍,引起的人们的警觉,有关部门做出了较为科学的地震预报,使得虽然发生7.3级强震,但人员伤亡并不十分严重。这些反常现象在唐山地震前虽然也有所发生(震后群众回忆),不过并不普遍,未能做出准确预报。但是唐山地震到来时出现了地光和地声的现象,几乎惊动了所有人,地面的巨大震动和房屋倒塌是在光、声出现后的十多秒钟才发生的。这十几秒钟的时间虽然短暂,但对保全人们的生命来说却是至关重要的。

  当人们亲身感到了发生了地震,并且尚可自由走动时,这时的地震烈度也就是5—6度左右,即使后面有大震出现,到房屋倒塌还会有十几秒钟的时间。对于住平房的人员,在门窗开着的情况下,迅速从屋内撤出离开建筑物是可能的。这是被唐山地震中一部分人的行动所证实的。然而跑出后又要返回屋内救人的人就失去了再脱离险境的条件,因为只有十几秒的时间。对于住楼房的人员,在这种条件下是不可能脱离险境的。对于没有任何思想准备的人来说,知道地震后本能地要往外跑这是正常的。在不具备脱离险境的条件下乱跑是最危险的,至于跳楼就更不可取。如果后面没有大震发生或仅有7—8度地震发生,就更没有乱跑的必要,因为这时一般房屋不会大面积塌落。然而此时一些女儿墙、高门脸或砖烟囱等却容易震掉,屋顶瓦会脱落。一些人在乱跑中被这些碎砖瓦砸伤者大有人在。当你明显感到有地震发生后,如果已经行走不便,此时想跑已经行动不了。在高烈度下(10度已上)人有时蹲都蹲不住,只能坐下,甚至震动过程中会把人抛出几尺以外,这种情况下只能采取下面所讲的应急避震措施。

  3、室内应急避震

  室内应急避震的主要目的是保护人们的生命安全,防止被震落的建筑物直接砸伤人体特别是头部。就平房来说,从两三米高处落下的屋盖若直接砸到人体,谁也受不了。如果在下落过程中有坚硬物体遮挡一下,再落到人身上那就会好很多。大块塌落物体与支撑物构成的三角空间是人们得以保住生命的重要空间。因此寻找能够减轻人身伤亡的这种三角空间就非常重要。唐山地震中有姐妹两人,姐姐感到地震后迅速由炕上滚到靠中间墙的火炕旁边就幸免于难,妹妹被叫醒后,还没滚到炕下就被屋盖砸死。火炕炕沿旁,内墙的墙角处,坚硬的衣柜旁等都可以成为临时避震的三角空间。但是不要躲到衣柜里面,因为屋架下落后衣柜要受力变形,有可能把人卡在柜内。有床时可以躲在床边,不要躲在床下,因为床的中央没有硬物支撑,有时只有一层薄木板,这样屋盖下来是顶不住的,反而会把你埋在床下,而床边都有木柱或铁柱支撑,效果会好。找到三角空间后就迅速蹲下或坐下,尽量卷曲身体,降低重心,用东西护住头部、眼睛、掩住口鼻,避免砸伤或烟尘呛住。住楼房的居民应急避震的原则和住平房差不多。除在床边、内墙角、牢固的衣柜旁躲避外还可到厨房、卫生间等墙体较多的小房间内躲避。楼房的门窗上有很多玻璃,室内装修也有很多玻璃制品,大地震来时要防止玻璃碎片伤人,最好远离这些地区。沉重的物件最好不要放在高处的柜架内,地震时甩出后容易伤人。一般不要去阳台和楼梯间,更不要坐电梯。

  应急避震的同时还要注意关闭一切火源、电源以免发生火灾。平时床头要准备手电,夜晚地震时断电后是一片漆黑的。

  唐山地震后,在874位幸存者的调查中,有258人采取了应急避震,有188人安全脱险,成功率达72%。

  主震后到余震发生之间会有一个相对较长的时间,应迅速离开危险地带,转移到安全地区。

  4学校应急避震

  强烈地震发生后,学校是容易受灾害的地方,特别是中小学。如果平时没有任何准备,成百上千的儿童青年慌乱后会出现很多的人为伤害。学校领导必须有所准备,特别是正在上课的教师一定要沉着冷静,组织好学生的应急避震。首先不要让学生乱跑,应迅速让学生躲在书桌旁(不要钻到书桌下面)用书包护好头部。尽可能离开外墙和玻璃窗,避开天花板上的悬吊物,如吊灯等。讲桌旁,内墙墙角处也可暂避。人员应当分散不要过于集中,最好留出通道。震后应有序的迅速撤离,转移到安全地带。在楼上教室内的同学千万不要跳楼,更不要一窝蜂似的挤向楼梯,这样会产生很多不必要的伤亡。

  5、公共场所应急避震

  公共场所人员集中又无很好组织,强地震来时肯定会一齐奔向出口。唐山地震中某工厂食堂夜班工人正在吃饭,大家感到地震后一起往门口跑,由于人多门窄不便跑出,相互拥挤,除跑出10几个人外,20多人被落下的屋盖砸着。然而有两位老工人躲在用钢管支撑的桌旁却安然无恙。这个实例表明:即使像唐山这样的大地震,在公共场所采取临时应急避震比冲向门口要好得多。此时,如影剧院的排椅旁;商店的坚硬货架旁,钢筋混凝土柱旁;工厂中的机器设备旁;办公室的办公桌旁等等都可成为临时应急避震场所,形成保护人们生命的三角空间。6、室外避震

  当强震发生时,身在室外的人员一定比室内要相对安全,因为一般不会有重物直接落到身上。但你应对周围环境有一个清醒的认识,要避开高大建筑物,迅速离开狭窄巷道,不要靠近围墙,不要躲到高压线下。处在山区要注意地震后可能发生的山体滑坡和雨后的泥石流等。平地上地裂、地陷、喷水冒砂也会造成伤害。

  二、  地震防震谚语

  响声一报告,地震就来到。先听响,后地动,听到响声快行动。若想往外跑,只有十几秒。炕沿边、墙角旁,找好地方把身藏。缩起身,快蹲下,重心尽量要靠下。住楼房,别着急,厨房厕所是宝地。不跳楼,别乱跑,电梯此时用不了。上下颠一颠,来回晃半天。房子东西摆,地震东西来;要是南北摆,它就南北来。泥砌土坯墙,抗震最不强。酥在颠劲上,倒在晃劲上。女儿墙、房檐围,地震一来最倒霉。地基牢一点,离河远一点,墙壁好一点,连接紧一点,房子矮一点,房顶轻一点,布局合理点,样子简单点。地震闹,雨常到,不是霭来就是暴。地下水,有前兆,不是涨就是落。见到了,要报告。为什么?闹预报。


    
      

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