2017年1月28日筠連4.9級(jí)地震烈度異常點(diǎn)震害特征初步分析

梁厚朗，毛利，肖本夫，葉肇恒，劉楊，宴金旭，廖利平

(1.四川省地震局地震應(yīng)急保障中心，四川 成都 610200；2.四川省宜賓市筠連縣地震臺(tái)，四川 筠連 645250)

2017年1月28日筠連4.9級(jí)地震烈度異常點(diǎn)震害特征初步分析

梁厚朗1，毛利1，肖本夫1，葉肇恒1，劉楊1，宴金旭1，廖利平2

(1.四川省地震局地震應(yīng)急保障中心，四川 成都 610200；2.四川省宜賓市筠連縣地震臺(tái)，四川 筠連 645250)

2017年01月28日02時(shí)46分，四川省宜賓市筠連縣(北緯28.09度，東經(jīng)104.72度)發(fā)生4.9級(jí)地震，震源深度11千米。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)在筠連縣樂義鄉(xiāng)出現(xiàn)了地震烈度Ⅶ度異常點(diǎn)。結(jié)合地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查資料和歷史地震資料，對(duì)烈度異常點(diǎn)震害特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并從地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)、近期地震活動(dòng)等方面對(duì)震害異常原因進(jìn)行了初步探討。分析表明，造成異常點(diǎn)建筑物震害較重的主要原因是震區(qū)廣泛含有煤層、頁巖氣等不良影響地層；震區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)不合理，抗震性能極差；3次4級(jí)以上地震震害疊加影響。最后對(duì)震區(qū)房屋建設(shè)提出幾方面建議。

烈度異常；震害特點(diǎn)；異常分析

根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，2017年1月27日02時(shí)46分，四川省宜賓市筠連縣(北緯28.09度，東經(jīng)104.72度)發(fā)生4.9級(jí)地震，震源深度11千米，極震區(qū)烈度為Ⅵ度，極震點(diǎn)為Ⅶ度(震害面積較小，不能形成區(qū)域，只能看為一個(gè)點(diǎn)，故未劃定Ⅶ度區(qū))，宏觀震中位于樂義鄉(xiāng)中壩村，震中距離筠連縣城23千米，珙縣縣城33千米。根據(jù)四川省地震局發(fā)布的《四川筠連4.9級(jí)地震烈度圖》，本次地震災(zāi)害區(qū)涉及筠連縣維新鎮(zhèn)、樂義鄉(xiāng)、沐愛鎮(zhèn)、鎮(zhèn)舟鎮(zhèn)、高坎鄉(xiāng)、巡司鎮(zhèn)，以及珙縣的上羅鎮(zhèn)、沐灘鎮(zhèn)、羅渡苗族鄉(xiāng)。地震造成筠連縣、珙縣3.8萬人受災(zāi)，5人受傷，4 000余人緊急轉(zhuǎn)移安置。從整個(gè)震區(qū)來看，在樂義鄉(xiāng)黃金村與白云村的結(jié)合部的地震烈度為Ⅶ度(參見圖1)，同時(shí)距離震中3千米，因此我們認(rèn)為該地區(qū)是一個(gè)烈度異常點(diǎn)。對(duì)烈度異常點(diǎn)震害異常原因進(jìn)行探討，有助于災(zāi)后重建場(chǎng)地選擇、推進(jìn)農(nóng)村地震安居工程及建筑物構(gòu)造措施改進(jìn)。對(duì)此次地震烈度異常點(diǎn)的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)、近期地震活動(dòng)等因素的研究分析，有利于對(duì)震害異常原因進(jìn)行初步探討。

圖1 四川筠連4.9級(jí)地震烈度分布圖(四川省地震局,2017)

1 地震活動(dòng)情況

圖2 地震分布

2016年8～9月間，宜賓市筠連-珙縣交界曾出現(xiàn)頻繁小震活動(dòng)，于是在2016年9月10日發(fā)生4.0級(jí)地震。2016年12月28日以來，先后又發(fā)生10余次大于等于3.0級(jí)地震，其中4級(jí)以上3次，分別為1月15日珙縣4.2級(jí)地震、1月18日筠連4.3級(jí)地震和1月28日筠連4.9級(jí)地震，震源深度分別為12千米、5千米、11千米。地震主要集中在1月28日02時(shí)46分至28日09時(shí)，共計(jì)100次地震，地震分布參見圖2。自公元前26年有文字記載以來，筠連附近區(qū)域曾發(fā)生5級(jí)以上地震2次，未發(fā)生6.0級(jí)以上地震。這些地震為1610年2月3日四川高縣慶符5.5、1973年8月2日云南彝良東北5.2級(jí)地震，當(dāng)中大一些的地震分別發(fā)生在本次震群的西北側(cè)和西南側(cè)。這次筠連震群發(fā)生區(qū)域分布有北東東向云臺(tái)寺斷裂與北北東向的扎子坳兩個(gè)斷裂，但是這兩條斷裂規(guī)模不大。

表1 筠連縣樂義鄉(xiāng)Ⅶ度異常點(diǎn)房屋震害調(diào)查表

2 烈度異常點(diǎn)建筑物震害特征及分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

這次地震造成的烈度異常區(qū)域內(nèi)的房屋主要為磚混、底框結(jié)構(gòu)房屋及少數(shù)的土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋。這里分別討論這些房屋的抗震特點(diǎn)。(1)土木結(jié)構(gòu)：主要為墻體承重，墻體為夯土墻，房頂由木梁及瓦片組成，抗震性能非常差，異常點(diǎn)少量分布。(2)磚木結(jié)構(gòu)：磚柱、磚墻承重，“人”字木屋架置于磚柱上，瓦頂或石棉瓦頂，或穿斗木架承重，抗震性能較差，異常點(diǎn)少量分布。(3)磚混結(jié)構(gòu)：主要由磚墻承重，預(yù)制板或鋼筋混凝土澆注樓板及屋頂，多數(shù)沒有構(gòu)造柱及圈梁，抗震性能不佳，異常點(diǎn)分布普遍。(4)底框結(jié)構(gòu)：底層為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，房屋二層及二層以上為磚混結(jié)構(gòu)，抗震性能稍好，異常點(diǎn)分布普遍。

2.2 烈度異常點(diǎn)震害特征

經(jīng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，烈度異常點(diǎn)所處范圍內(nèi)的建筑物結(jié)構(gòu)抗震性能相對(duì)震區(qū)其他房屋結(jié)構(gòu)要稍好些。但是地震造成這一區(qū)域房屋建筑的破壞程度明顯高于其他地區(qū)，同級(jí)別地震造成房屋建筑破壞嚴(yán)重現(xiàn)象是不正常的，屬于地震烈度異常現(xiàn)象。我們對(duì)于烈度異常點(diǎn)共調(diào)查了2個(gè)點(diǎn)，即筠連縣樂義鄉(xiāng)黃金村1組和筠連縣樂義鄉(xiāng)白云村6組，共240戶。根據(jù)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，結(jié)合中國(guó)地震烈度表GB/T 17742-2008標(biāo)準(zhǔn)要求，計(jì)算得出土木、磚木、磚混、 底框結(jié)構(gòu)相應(yīng)的震害指數(shù)， 從相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析得出2個(gè)調(diào)查點(diǎn)的房屋震害現(xiàn)象已經(jīng)達(dá)到Ⅶ度地震烈度標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，故認(rèn)為該點(diǎn)的烈度為Ⅶ度。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，調(diào)查點(diǎn)內(nèi)房屋受到此次地震影響，造成土木、磚木、磚混、底框結(jié)構(gòu)房屋不同程度的破壞，其房屋震害特征如下所示：(1)土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋震害特征。土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋個(gè)別墻體倒塌，多數(shù)墻體嚴(yán)重開裂、變形，梭、掉瓦普遍;(2)磚混結(jié)構(gòu)房屋震害特征。少數(shù)構(gòu)造柱貫穿性開裂、墻體嚴(yán)重開裂、位錯(cuò)，部分房屋地基開裂或輕微下沉;(3)底框結(jié)構(gòu)房屋震害特征。框架結(jié)構(gòu)少數(shù)填充墻局部倒塌，多數(shù)貫穿性開裂和X型開裂。

圖3 樂義鄉(xiāng)黃金村1組土木結(jié)構(gòu)房屋墻體局部倒塌

圖4 樂義鄉(xiāng)白云村6組磚木結(jié)構(gòu)房屋墻體嚴(yán)重開裂

圖5 樂義鄉(xiāng)黃金村1組磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體貫穿性開裂

圖6 樂義鄉(xiāng)白云村6組磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體嚴(yán)重開裂

圖7 樂義鄉(xiāng)黃金村1組底框結(jié)構(gòu)房屋墻體變形

圖8 樂義鄉(xiāng)黃金村1組底框結(jié)構(gòu)房屋墻體X型開裂

圖9 地震區(qū)構(gòu)造

2.3 震害異常分析

造成地震顯著差異的原因有許多。經(jīng)過資料分析，本次地震烈度異常點(diǎn)的形成與地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)、近期地震活動(dòng)等三因素可能存在一定關(guān)系。

(1)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境。地震區(qū)位于川東區(qū)南部(參見圖9)，區(qū)內(nèi)西北部的構(gòu)造主要為華鎣山斷裂帶，該斷裂總體走向北40～45°東，傾向南東，傾角30～70°，具擠壓逆沖性質(zhì)，地表斷裂主要發(fā)育于一系列近于平行的背斜的軸部或陡翼，斷裂多呈斜裂展布，斷裂南段(合川以南)地震活動(dòng)相對(duì)比較活躍，北段(合川以北)則相對(duì)較弱[3]。區(qū)內(nèi)東部為長(zhǎng)寧北背斜，該構(gòu)造為復(fù)式背斜，主軸總體走向NW-SE，西段轉(zhuǎn)為近EW，北西翼陡，傾角40～60°，南東翼緩，傾角17～32°，背斜構(gòu)造發(fā)育有較多規(guī)模不大的斷層，主要斷裂往往與褶皺伴生，多呈高角度逆斷層性質(zhì)。經(jīng)過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，烈度異常點(diǎn)即黃金村與白云村結(jié)合部一帶大部分建筑物處于古河道場(chǎng)地范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致場(chǎng)地土質(zhì)比較疏松，不利于作為建造建筑物地基場(chǎng)地，地震很容易造成建筑物產(chǎn)生裂縫、地基下沉以等震害效應(yīng)放大的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)震害異常。另外，區(qū)域內(nèi)含有大量豐富的原煤、頁巖氣等能源資源，原煤、頁巖氣的開采使異常點(diǎn)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境構(gòu)造變得復(fù)雜，所以復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境對(duì)引起震害異常存在著一定的關(guān)系。

(2)建筑物結(jié)構(gòu)分析。烈度異常點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的房屋主要為民居房屋，結(jié)構(gòu)類型主要為土木、磚木、磚混、底框結(jié)構(gòu)房屋。從實(shí)地調(diào)查的震害現(xiàn)象特征來看，土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋遭到嚴(yán)重破壞，個(gè)別土木結(jié)構(gòu)房屋墻體倒塌；磚混和底框結(jié)構(gòu)房屋也受到比較嚴(yán)重的破壞，部分建筑房屋已嚴(yán)重開裂和錯(cuò)位。該區(qū)域的地震烈度明顯達(dá)到Ⅶ度，并接近Ⅷ度。通過實(shí)地查看和房屋結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)的磚木結(jié)構(gòu)房屋屬于A類房屋[1]，房屋結(jié)構(gòu)抗震性能差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)；磚混結(jié)構(gòu)房屋屬于B類房屋[1]，未經(jīng)過Ⅶ度抗震設(shè)防的多層磚房，沒有明顯的加固措施，抗震性能也比較弱；區(qū)域內(nèi)的底框結(jié)構(gòu)房屋占了很大的比重，但也普遍遭受到破壞。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的底框結(jié)構(gòu)房屋主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1)底框結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。底框結(jié)構(gòu)的房屋是一種混合形式的建筑結(jié)構(gòu)，其上面一般為磚砌的結(jié)構(gòu)體，而底層為混凝土的框架結(jié)構(gòu)，上下兩種不同材料往往導(dǎo)致其在重量上出現(xiàn)“上重下輕”，此類結(jié)構(gòu)由于底層空曠，上剛下柔，剛度突變，地震時(shí)往往因?yàn)榈讓幼冃芜^大，塑性變形集中而嚴(yán)重破壞[4]。其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致抗震性能不佳。2)底框結(jié)構(gòu)承重壓力大。為了延伸房屋的空間，區(qū)域內(nèi)底框結(jié)構(gòu)房屋磚砌體上層往外延伸現(xiàn)象普遍，磚砌體往外延伸增加了磚混砌體的重量，加重對(duì)底框結(jié)構(gòu)的壓力，減弱了房屋的抗震性能，有的居民為了擴(kuò)展住宅空間，甚至將房屋建至三層以上，進(jìn)一步加重底層構(gòu)造柱、粱承受的壓力，增加了遭受地震破壞的危險(xiǎn)程度。3)底框結(jié)構(gòu)材料不達(dá)標(biāo)。實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分的底框結(jié)構(gòu)柱、梁稱重結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的開裂，造成這種現(xiàn)象的原因除了設(shè)計(jì)不合理、承重結(jié)構(gòu)超出承重能力外，建造底框結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱、粱的配筋率未能達(dá)到國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)要求，由于經(jīng)濟(jì)原因，這種現(xiàn)象在農(nóng)村是比較普遍存在的。

(3)近期地震活動(dòng)情況。據(jù)宜賓臺(tái)站統(tǒng)計(jì)，2016年12月28日以來，四川省宜賓市筠連-珙縣交界出現(xiàn)頻繁小震活動(dòng)，先后發(fā)生10余次M≥3.0級(jí)地震，其中4級(jí)以上3次，最大地震為1月28日四川筠連4.9級(jí)地震。該地區(qū)近期連續(xù)發(fā)生的小震已構(gòu)成震群活動(dòng)，震群活動(dòng)對(duì)斷層地質(zhì)構(gòu)造的連續(xù)性和完整性造成一定程度的破壞，震群產(chǎn)生的震害疊加加劇了震區(qū)的地質(zhì)環(huán)境的變化，在一定范圍內(nèi)可能出現(xiàn)震害的顯著差異。

3 結(jié)論

分析此次地震烈度異常點(diǎn)的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、建筑物結(jié)構(gòu)、近期地震影響等因素，得出造成異常點(diǎn)建筑物震害較重的主要原因可能與場(chǎng)地條件、房屋建筑結(jié)構(gòu)及質(zhì)量、地震疊加影響等因素有一定的關(guān)系。本次地震中，遭到地震破壞的建筑物主要是抗震性能較差的土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋和未經(jīng)過抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的磚混結(jié)構(gòu)房屋，而那些嚴(yán)格按照抗震設(shè)防要求建設(shè)的公用房屋及農(nóng)村房屋受到地震的影響較小。在基層農(nóng)村符合抗震要求的農(nóng)村民居數(shù)量畢竟只占少數(shù)，因此，政府部門要在農(nóng)村推廣抗震設(shè)防先進(jìn)實(shí)用建房技術(shù)，采取切實(shí)的抗震措施，提高民居抗震能力，推進(jìn)農(nóng)村地震安居工程，這些是避免和緩減房屋遭受地震破壞的主要途徑和方法[2]；另外，應(yīng)對(duì)抗震性能較差的土木、磚木結(jié)構(gòu)房屋采取加固加牢等。有條件的要引導(dǎo)拆除，并按照抗震設(shè)防要求建設(shè)砌體房屋。此外，含原煤、頁巖氣等或者處于古河道的場(chǎng)地其地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，不利于作為建筑物地基，要盡量避開類似的復(fù)雜場(chǎng)地。若受地域條件限制在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)地修建房屋時(shí)，需要有針對(duì)性的對(duì)地基進(jìn)行相應(yīng)的處理。

[1] GB/T17742—2008《中國(guó)地震烈度表》.

[2] 葉肇恒.2014年8月3日云南魯?shù)镸S6.5級(jí)地震[J].四川地震,2015,155(2):16-19.

[3] 周榮軍.地震構(gòu)造類比法的應(yīng)用—以川東地區(qū)華鎣山斷裂帶為例[J].地震研究,1997,20(3):316-322.

[4] 徐建民.房屋底框混合結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)分析[J].地震研究,2004,27(1):94-97.

PreliminaryAnalysisontheSeismicDisasterCharacteristicsandtheIntensityAbnormalPointsofJunlianM4.9Earthquakeson28January2017

LIANG Houlang1, MAO Li1, XIAO Benfu1, YE Zhaoheng1, LIU Yang1, YAN Jinxu1, LIAO Liping2

(1.Earthquake Emergency Guarantee Center，Sichuan Earthquake Agency, Sichuan Chengdu 610200; 2.Junlian Seismic Station Sichuan Junlian 645250, China)

On 28 January 2017, an earthquake withM4.9 magnitude struck Julian Country．The epicenter is latitude 28.09 degrees north and longitude 104.72 degrees east and the focal depth is 11 km，Yibin City, Sichuan Province．According to field investigation, an abnormality intensity point (VII) in Julian is located in Leyi town. Combining with seismic damage investigation data and historical earthquake data, we analyze the reason of intensity abnormal points and preliminarily discuss the reason of seismic damage abnormality in terms of geological tectonic environment，building structure and the recent earthquake activity. Our analysis shows that the reasons can be concluded as the following four points: Firstly, there are loose layers like coal bed, shale gas in the seismic area. Secondly, the building structure is unreasonable and its anti-seismic ability is very poor. Thirdly 3 times aboveM4.0 earthquakes increase the damage degree. Finally, some suggestions are put forward for housing construction in the disaster area.

intensity anomaly; seismic damage characteristics; abnormal analysis

P316.011

:B

:1001-8115(2017)03-0010-05

2017-07-17

梁厚朗(1986-)，男，貴州省天柱縣人，助理工程師，主要從事地震震害與烈度方面的研究.

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.03.003