地震不僅直接造成嚴重的人員傷亡和建築物及其他工程設施的損壞,而且往往會引起火災、洪水、氣體和有毒氣體泄漏、細菌和輻射的傳播以及海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災害,從而進壹步加重災害損失。
震級是地震本身震級的量度。震級與地震釋放的能量大小有關,根據地震儀器的記錄來計算。用震級來標定地震的震級,是美國地震學家C.F.Richter在1935年研究加州局部地震時首先提出的。規定“標準地震儀”(或“安德森地震儀”,周期0.8秒,放大倍數2800,阻尼系數0.8)在距離震中100km處記錄的水平最大振幅(單振幅,單位為微米)的常用對數為地震的震級。後來經過不斷的發展,也可以用遠程臺站和非標準地震儀記錄的換算來確定震級。根據用於計算震級記錄的地震波類型,有面波震級(Ms)、體波震級(MB)和近震震級(ML),並且可以相互轉換。
因為地殼的強度是有限的,不可能無限增加積累的能量,所以地震的震級是有限的。目前已知的用裏氏方法測得的最大震級為8.9級。地震能量見表1 ~ 8.9。根據不同烈度地震的破壞能力,按震級分為五級:①超小地震:震級小於1的地震。這種程度的地震,人是感覺不到的,只有儀器才能探測到。②微震:震級大於1小於3的地震。這種程度的地震,人是感覺不到的,只有儀器才能探測到。③小地震:又稱弱地震,震級大於3級小於5級的地震。人能感覺到這種程度的地震,所以有時也叫有感地震,但壹般不會造成破壞。④中強地震:又稱強震,震級大於5級小於7級的地震。這種震級的地震會造成不同程度的破壞。⑤大地震:7級及以上地震。這個震級的地震會造成非常嚴重的破壞。
地震活動在壹定範圍內引起不同形式的地面運動,從而對人類造成傷害。不同地方的地震動強度差異較大,不僅受地震活動能量(震級)控制,還與震源深度、距震中距離、地震波傳播的介質條件等諸多因素有關。正是由於這些差異,同壹地震事件在不同地區造成的破壞程度和損失是非常不同的。為了全面反映這種變化,用地震烈度來標記這壹特征。地震烈度是指地震對地面的實際影響,即地震活動對地面和建築物的破壞程度。地震烈度不是用儀器測量的。而是基於人們對地震感覺以及地面和地面上的房屋、工程建築和設備受地震影響和損壞的程度。
表1裏氏震級與地震能量對比
重要
1
2
三
四
五
能量(焦耳)
2×106
6.3×107
2×109
6.3×1010
2×1012
重要
六
七
八
8.9
能量(焦耳)
6.3×1013
2×1015
6.3×1016
1.4×1018
目前世界上對地震烈度的劃分很不壹致。中國采用12度米(表2)。
表2地震烈度表
地震強度
房子
作品
表面現象
其他現象
壹級學位
沒有損壞
沒有損壞
沒有
沒有感覺,只有儀器能記錄地震。
ⅱ度
沒有損壞
沒有損壞
沒有
個人非常敏感,完全還能感覺到。
ⅲ度
沒有損壞
沒有損壞
沒有
房間裏的幾個人仍然感覺到震動,就像壹輛重型車輛快速駛過;細心的觀察者註意到商店輕微晃動。
ⅳ度
窗戶、門和紙天花板有時會發出輕微的嘎嘎聲。
沒有損壞
沒有
大多數人感覺在室內,少數人感覺在室外;少數人從夢中醒來;當吊架晃動時,器皿中的液體會輕微震動,靠在壹起的不穩定器皿會發出格格聲。
ⅴ度
門窗、地板、天花板、屋架的木棒發出輕微的格格聲。敞開的門窗搖晃著,灰塵落下。粉刷過的灰粉散落,抹灰層可能出現小裂縫。
沒有損壞
死水壹潭,波瀾不多。
幾乎室內的每個人和室外的大多數人都有感覺,大多數人從夢中醒來;牲畜不安;衣架明顯擺動,少量液體從裝滿的容器中溢出,架子上不穩定的旋轉物體翻倒或倒下。
ⅵ度
許多壹級房屋受損,少數受損(非常糟糕的房屋和棚子可能會翻倒門)
二類房屋多有輕微損壞。
磚石牌坊、城樓、院墻輕微受損;
在某些情況下,潮濕的土壤或道路上的新填土會出現小裂縫。
特殊情況下,在潮濕松散的土壤中會產生微小的裂縫;
在某些情況下,山區偶爾會出現小型滑坡、散落的巖石和洞穴。
很多人跑出房間,動作不穩。牲畜跑出了馬廄;
器皿中的液體劇烈動蕩,書架上的書籍和器皿有時會翻倒或掉落,輕型家具可能會移動。
ⅶ度
ⅰ類房屋多損壞,多損壞,少數傾倒;
ⅱ類房屋大部分損壞,少數損壞;
ⅲ類房屋大部分輕微受損,少數受損。
薄弱的墻有少數被損壞,有些可能倒塌,而較堅固的墻被損壞;
薄弱的墻體多處受損,有的地方少數墻體倒塌,較強的墻體有的地方受損;
牌坊、磚塔、工廠煙囪可能受損;
許多石碑和紀念碑輕微受損;
由於黃土滑坡,土洞入口受損;
在某些情況下,路面上有小裂縫;路基陡坡和新建路堤邊坡偶有滑坡。
幹燥的土壤有時會出現裂縫,潮濕或松散的土壤會出現許多大裂縫,少數情況下會出現帶沈積物的水;
在某些情況下,會發生陡坡滑坡。山上散落著小的山體滑坡和碎片。土質疏松的地區可能會發生滑坡。泉水流量和地下水位可能會發生變化。
人們從室內匆忙逃離,開車的人能感覺到;
衣架晃動強烈,有時損壞或掉落,輕家具移動,書籍、器皿、用具掉落。
八度
壹類房屋大多被毀,很多被傾倒;
許多二級房屋受損,少數被傾倒;
大部分三級房屋受損,少數受損(可能倒塌)。
薄弱的院墻受損,局部坍塌,而較強的院墻局部受損;
薄弱的城墻多處被毀,有的地方坍塌,讓我崩潰。較堅固的城墻有些地方受損,少數磚石墻倒塌;
牌樓損壞嚴重;
磚石塔和工廠煙囪被損壞;那些不是很強的破壞甚至崩潰;
不穩定的石碑和紀念碑移動或倒下,而更穩定的石碑和紀念碑受損,有些倒下;
路堤、路塹和陡坡上有輕微滑坡;
在某些情況下,地下管道的接頭被損壞。
地面裂縫有幾厘米寬,在土質疏松、河灘潮濕的斜坡上,裂縫寬度可達10厘米以上。在地下水位高的地區,含有沈積物的水經常從裂縫或噴嘴中流出;
在巖石破碎和土壤疏松的地區,經常發生大量的碎片散落、滑坡和塌方;
有時河道堵塞,形成局部積水;有時井泉幹涸或產生新的泉水。
人很難站起來;
由於房屋被毀,人畜遭受傷亡;
家具移動了,有些倒了。
ⅸ度
大部分壹級房屋被傾倒;
很多二類房子都被甩了;
許多三級房屋被損壞,壹些被傾倒。
大部分脆弱的院墻都倒塌了。較堅固的院墻大部分被毀,部分倒塌;
堅固的城墻在許多地方被摧毀,許多城墻倒塌了;
拱門可能被損壞;
磚石塔、工廠煙囪損壞甚至傾倒;
許多更穩定的石碑和紀念碑已經倒下;
路上有裂縫。有時候路基被破壞了。
在某些情況下,鐵軌部分彎曲;
在壹些地方,地下管道破裂或損壞。
地面有許多裂縫,寬度超過10厘米。有時,裂縫的縱橫寬度可達幾十厘米,並在斜坡上或河岸松散堆積層中延伸很長時間。
許多山體滑坡和碎片散落和滑坡;
井泉經常幹涸或產生新的泉水。
家具傾倒損壞;
房屋倒塌,造成人畜傷亡。
x度
很多三級的房子都是傾倒的。
許多牌樓受損,大部分石塔和工廠煙囪倒塌;
大部分比較穩固的石碑和紀念碑都倒了;路基、路堤被破壞,路面變形,出現多處裂縫,哪部分鐵塊彎曲;
地下管道破裂
地面裂縫有幾十厘米寬,有的超過1米。堆積層中的裂縫有時會形成壹條寬闊的破碎帶,可長達數公裏以上。在某些情況下,巖石上有裂縫。
山區和河岸的懸崖崩塌,大量松散的土壤崩塌滑坡,可堵塞河道,形成新的相當規模的湖泊;
沖擊海岸的波浪發生在河流和池塘裏。
大量室內家具和用品被損壞;房屋倒塌造成人畜死傷。
ⅶ度
房屋普遍被毀。
路基、土路堤大面積破壞,鐵軌大面積彎曲;
地下管道完全無法使用。
地面上形成許多寬闊的裂縫,裂縫中有時會冒出大量松散的、被水浸泡過的沈積物;
大規模的滑坡、裂縫和崩塌在地表產生了大量的縱橫向裂縫;地表水和地下水的水位變化很大。
由於房屋倒塌,大量人畜死亡,大量財產被掩埋。
程度
房屋普遍大面積被毀。
建築設施普遍遭到破壞。
廣大地區的地形發生了巨大的變化;
在廣大地區,地表水和地下水的狀況發生了巨大變化。
河流、湖泊和海洋中的湧浪、山體滑坡和散落在山區的碎片的影響已經摧毀了人、動物和植物。
註:(1)吳禮型
ⅰ類:①簡易棚;(2)土坯或毛石砌築的拱窯;(3)夯土墻或土坯、碎磚、碎石、卵石等。,以樹枝、草泥為頂,搭建粗糙的房屋。
ⅱ類:①夯土墻或用破損土、碎磚、碎石、卵石用紙和砂漿砌成的墻,無木柱的房屋,或有小木柱但無正規木架的房屋;(2)老式木屋。
第三類:①木結構房屋(宮殿、寺廟、塔、鐘樓、鼓樓、質量較好的房屋);(2)竹笆或灰板外墻,木結構房屋;(3)新建砌體房屋。
(2)建築物的損壞程度
①輕微損壞——粉刷過的灰粉散落,抹灰層有小裂縫或小塊脫落,偶有磚塊、瓷磚、土坯或砂漿碎片脫落,不穩固的裝飾物滑落或損壞。
②損壞——抹灰層有裂縫,泥塊脫落,砌體上有小裂縫,不同砌體(如磚墻、土坯墻)之間有裂縫,個別砌體局部坍塌。木框偶爾會有輕微的榫頭。砌體突出部分和房屋煙囪頂部扭曲或損壞。
(3)損壞——抹灰層大面積崩落,砌體出現裂縫或龜裂,有的部位坍塌。木架開榫,柱腳移動。屋頂的壹部分被損壞了,房子的煙囪掉了下來。
④傾倒——建築物的水池、地板、屋頂全部或相當壹部分坍塌,有時屋頂移動。砌體嚴重變形或坍塌。木架嚴重傾斜,構件破損。
地震烈度雖然受多種因素影響,但主要受震級和震源深度控制,即壹般來說,震級越高,震源越淺,烈度越大。因此,大多數淺源地震的震中烈度和震級可以大致對應(表3)。
表3震中烈度與震級和震源深度的對比
震源深度(千米)
震中強度
重要
五
10
15
20
25
2
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
三
5.0
4.0
3.5
3.0
2.5
四
6.5
5.5
5.0
4.5
4.0
五
8.0
7.0
6.5
6.0
5.5
六
9.5
8.5
8.0
7.5
7.0
七
11.0
10.0
9.5
9.0
8.5
八
12.0
11.5
11.0
10.5
10.0