從1218甘肅積石山地震再談地震破壞力分析的價值

根據最新統計數據，1218甘肅積石山地震已造成134人死亡，在此首先對不幸遇難的同胞表示深切哀悼。
確實，一次地震導致上百人死亡，上一次這樣的悲劇是2014年的6.5級魯甸地震（死亡617人）。這次甘肅積石山地震的死亡人數也超過去年的6.8級瀘定地震（死亡93人）。很多專家從發震機制、地形條件、當地人口密度等都做了分析，我這里就不再贅述了。本文談一點我自己的看法。首先給大家分享一張圖，下圖是自2008年汶川地震以來幾次代表性地震測得的最強地面運動的反應譜對比。

由此圖可以發現兩個非常值得關注的現象：第一：雖然本次甘肅積石山地震的震級只有6.2級，明顯小于2013蘆山7.0級、2014魯甸6.5級、2022瀘定6.8級，但是測得的地面運動強度卻非常突出。因此，本次地震導致嚴重的建筑破壞進而導致嚴重人員傷亡，也并不意外。第二：從圖中不難看出，這幾次地震均出現地面運動強度顯著超過中國國家設計規范最高標準（9度罕遇）的水平，甚至魯甸、瀘定、積石山地震都遠遠超過了9度罕遇的設計反應譜。由第一個現象很容易得到以下結論：一次地震引起的地面運動強度大小，和地震震級有關但是關系非常復雜。僅僅通過震級來判斷震害水平顯然是偏于粗糙的。而現階段的烈度評估方法，大多也是根據烈度和震級的關系來做評估（比如認為震中附近烈度大概等于震級+2），這樣也沒法很好的估計地震的震害水平。因此我們一再提出：既然現在已經可以密集布置傳感器，并通過網絡傳輸設備在震后實時得到傳感器的記錄（例如本次積石山地震中國地震臺網中心就很快拿到了震中附近上千組地面運動記錄），我們直接把完整的地面運動記錄輸入到工程對象的力學模型中，通過動力學計算其震害程度（即地震破壞力分析，詳見鏈接：新標準發布 ：基于強震動記錄的地震破壞力評估）。只要地震記錄的儀器和傳輸網絡可靠，工程對象的數據合理，那評估出的震損精度理應高于通過震級、烈度等方法評估的結果。例如本次地震發生后，我們19日夜1點多完成分析，被問及估計這次地震損失如何時，我看著圖中一片大大小小的橙色（建筑嚴重破壞）、紅色（建筑毀壞）的結果，心情沉重的說：“很不好！很不好！”。

當然，最后還要說一個問題，也是我此前在學術會議交流時多次談及的問題，就是“9度罕遇”夠不夠的問題。自2008年汶川地震后，中國大陸雖未曾再度經歷那樣毀天滅地的超強地震，但是這10年來幾次6點幾級地震都已經記錄到大量明顯超過“9度罕遇”地面運動強度的地震記錄?？紤]到9度罕遇已經是我國建筑抗震設計的最高標準，全國僅有個別地區能夠達到這一標準。如何更加科學合理的給出地震的設防標準從而保證建筑的抗倒塌性能，仍然是一個任重道遠的問題。在今年年初土耳其地震的震后分析中，我就曾經對比過中、美、日三國的地震設計反應譜，從對比中不難看出，中國9度罕遇的反應譜作為設計規范中的最高標準，是明顯低于美國和日本標準的。

地震工程研究本來就是不斷從地震中發現問題、吸取教訓而不斷發展的。本次6.2級積石山地震同樣是一個很有價值的研究案例，或可為我們后續震害評估和規范編制提供參考。