巴东Ms5.1地震震害分布特征*

乔岳强 吴建超 冯 谦 李 恒

(中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室)，武汉 430071)

巴东Ms5.1地震震害分布特征*

乔岳强 吴建超 冯 谦 李 恒

(中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室)，武汉 430071)

基于现场调查资料，对巴东Ms5.1地震震害分布进行分析。分析表明，极震区为Ⅶ度区，集中在巴东县东瀼口镇宋家梁子一带，呈NW-SE向展布，长轴约3.9 km，短轴约2.4 km，面积约7.7 km2;Ⅵ度区整体呈近东西向，长轴约21.4 km，短轴约13.6 km，面积251 km2;震害与建筑物的抗震性能有较大关系，老旧建筑物破坏严重，三峡移民工程等新建房屋基本完好;烈度异常点可能与断裂构造、岩溶有关。

巴东地震;震害分布;烈度特征;极震区;抗震性能

2013 -12 -16 13 :04 在湖北省巴东县东瀼口镇(北纬31.1°，东经110.4°)发生Ms5.1 地震，震源深度5 km。本文基于地震现场烈度调查资料，详细分析了地震震中区震害分布特征，探讨了震害分布与构造、岩溶的关系。

1 区域地质构造背景

巴东Ms5.1地震震中大地构造位置位于上扬子台褶带内——北西向鄂中褶断带与北东向八面山弧形褶断带汇聚部位。晚中生代以来，鄂西上扬子台褶带整体走向转变为北北东向，巴东-秭归-兴山区域位于其东北部。震中位于侏罗纪秭归盆地西端外缘即近东西向奉节-秭归复向斜-新屋背斜轴部［1－3］，两侧均发育近东西向褶皱构造，发育上三叠统-侏罗系(T3-J)内陆湖相地层和中-下三叠统(T1－2)海相地层。此外，震中区山地占总面积80%以上，高程普遍高于1 700 m，属中山-低中山区。区内山脉走向、地形地貌特征受区域构造线控制，河流深切，地势高峻，悬崖峭壁多见。同时灰岩分布普遍，伏流断涧、峡谷清溪等岩溶地貌十分发育，沿长江河谷两侧多发育古滑坡体。

根据相关地质资料［1－2］和现场调查显示，绝大部分受震区域覆盖土层较薄(小于15 m)，震中附近断裂主要有北东向高桥断裂、水田坝断裂和周家山-牛口断裂(图1)，这三条断裂最新活动时代为中更新世［4］，其中周家山-牛口断裂为1979年秭归龙会观Ms5.1地震［5］相关构造。值得注意的是，在震中北侧发育近东西向大坪断裂，长约7 km，倾向南，倾角60～70°，其切割的上部地层(三叠系-石炭系，碳酸盐建造，厚约3.25 km)，沿断层破碎带发育岩溶带。断裂东段在宋家梁子一带形成垭口和悬谷，向东切过东瀼河，止于东岸羊乳山;西段为断层溶蚀峡谷，相对落差约700 m，属前第四纪断裂［2］。该断裂与近东西向长江峡谷和两侧的南北向神农溪、东瀼河深切河谷围限成宋家梁子微地块，其与大坪断裂断层破碎带(线性岩溶带)及巴东Ms5.1地震的发生密切相关。

图1 震中区构造地质简图Fig.1 Tectonic sketch of the meizoseismic area

2 地震震害分布

调查表明，震害分布范围主要涉及巴东县北部和秭归县西部。震害以房屋破坏为主，生命线工程破坏轻微，同时没有发现地表严重变形、地表裂缝、地震塌陷(形成陷坑、溶洞陷落)和砂土液化等地震地质灾害现象。灾区房屋建筑按结构类型主要分为土石结构、砖混结构和钢筋混凝土结构等3类。

2.1 土石结构房屋震害

土石结构房屋包括土木结构和碎(片)石结构，多数为70～80年代建造，房屋开间较大，整体性较差，抗震能力较弱，在震区农村广泛分布，约占总数的35%，是本次地震震害较严重的房屋。在巴东县东瀼口镇宋家梁子村和秭归县泄滩乡牛口村，该类房屋多数被破坏，几乎所有屋顶均有瓦片掉落，甚至屋脊处有成片屋瓦被震裂，墙体出现穿透性裂缝，宽裂缝或原有裂缝被拉大，并伴有土块、石块掉落;个别土坯房屋山墙中央出现穿透性裂缝直达屋顶(图2(a));少数房屋被毁坏，承重墙体倾斜、开裂严重(图2(b))，石块墙、卵石/碎石-泥土墙、土坯墙有碎石脱落、局部垮塌的现象(图2(c))甚至单面倒塌(图2(d))。震中该类房屋毁坏比和破坏比分别达到了9.82%和17.44%。

图2 土石结构民房震害照片(单面墙垮塌)Fig.2 Partial collapse of wall of the debris structure houses

2.2 砖混结构房屋震害

震区乡镇、农村新建房屋多属砖混结构，约占总数的55%，多为一至三层，采用三合土或水泥砂浆勾缝，以砖墙为承重主体，少数采用承重柱或圈梁等抗震措施，横纵墙连接部位不牢固，房屋结构不甚合理，抗震能力较差。震害表明，带有构造柱和圈梁的房屋震害轻微，其抗震性能明显优于普通砖混房屋。巴东宋家梁子村和秭归范家坪村九组王家庄的2～3层砖混结构民居，多数轻微破坏，天花板多处产生裂缝，墙体粉刷层、水泥涂层、瓷砖有开裂、脱落现象，外贴瓷砖被裂纹切穿、局部破碎，门窗、天花板、梁柱与墙体结合处墙体外表多出现细长裂缝。少数中等破坏，其砖墙(承重墙)被剪裂，出现穿透性裂缝、“X”型裂缝和宽裂缝，裂缝宽度最宽可达5 cm，窗户玻璃震裂甚至震碎，窗户四周和房屋墙角出现裂缝且上部裂缝宽于下部裂缝，最大宽度约1 cm。震中该类房屋毁坏、严重破坏、中等破坏和轻微破坏比分别达到了 0.66%、4.48%、15.17%和 26.64%。

2.3 框架结构房屋震害

框架结构房屋的震害主要集中在巴东县城和部分移民安置点，约占总数的10%。调查结果表明，此类建筑抗震性能较好，破损轻微。巴东县城内框架结构房屋多为6～14层，大多数基本完好，天花板上乳胶漆局部产生小型鼓包、开裂，在天花板、墙体结合部和窗户边沿出现细裂纹，这些裂纹均未切入墙体，且延伸不远，长度大多数小于2 m，局部有瓷砖脱落。个别轻微破坏，巴东县林业局大楼二楼办公区有十数块铝制吊顶被震落，伸缩缝处地面瓷砖开裂，一楼档案室内外贴瓷砖局部产生裂缝，有两根承重柱产生细裂纹，但该裂纹未深入混凝土柱体，最底层也有柱体顺瓷砖贴合处产生长裂缝。

巴东县县城至东瀼口镇公路太溪线雷家坪南洞子沟附近可见山石崩落，居民区附近输电铁塔剧烈摇晃。

3 地震震中区烈度

以文献［6］为依据，根据调查结果，并考虑当地建筑物结构特点和地质地貌条件，将地震震中区烈度从高至低划分为Ⅶ～Ⅴ度区(图3)。

Ⅶ度:砖混结构房屋少数中等破坏，多数轻微破坏，多数灰砌砖、空心砖和预制砖墙体开裂，薄层水泥地面出现裂缝。土石结构旧屋少数毁坏，出现单面墙严重倾斜或垮塌现象，多数破坏，墙体出现宽裂缝。屋内器物滑动，有物品从高架上掉落，区内人员普遍震感十分强烈，并听到沉闷的巨响，门窗、卵石墙、旧屋顶强烈晃动作响，惊逃户外。户外多数人有感，田间劳动者感到地面晃动，站立不稳。该区范围包括东瀼口镇宋家梁子村一组、二组和陈家岭村五组(堰湾)，整体呈椭圆状，长轴走向NWW-SEE，长轴约 3.9 km，短轴约 2.4 km，面积约 7.7 km2。另外，在秭归泄滩乡牛口村也出现Ⅶ度异常点。另外，该区内震害严重的房屋多为20世纪70～80年代的土石结构房屋，其本身抗震性能较差［7－8］，该类房屋震害有普遍加重的趋势。

Ⅵ度:砖混结构房屋个别中等破坏，少数轻微破坏，墙体、天花板出现裂缝。土石结构旧屋少数破坏，个别出现女儿墙、山墙开裂严重甚至局部垮塌现象。多数屋瓦掉落，碎石墙落石，个别独立烟囱出现小裂缝。个别框架结构房屋墙体出现裂纹，外贴瓷砖少量脱落。室内多数人站立不稳，惊逃户外。室内器物移动，悬挂物晃动明显，部分坠落。

Ⅵ度区包括巴东县城区、官渡口镇东南部、东瀼口镇、信陵镇北部、溪丘湾镇南部和秭归县泄滩乡、沙镇溪镇西部，整体呈西细东粗的椭圆状，长轴走向近东西向，长约21.4 km，短轴近南北向，长约13.6 km，面积251 km2，西起官渡口镇大坪村，东至泄滩乡洪家湾，北起溪丘湾乡石碾村，南到沙镇溪镇高潮村。

Ⅴ度:少数建筑物墙壁抹灰、天花板出现裂缝，屋瓦掉落现象普遍，门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落。室内人员震感强烈，大部分惊逃室外。

图3 巴东Ms5.1地震调查点分布及震中烈度分布Fig.3 Survey point distribution and Distribution of epicentral intensity of Badong Ms5.1 earthquake

4 讨论

4.1 地震烈度与断裂构造的关系

1)从地震烈度图(图3)可见，Ⅵ度区向南短轴半径增大，烈度衰减慢，同时地震序列中绝大多数余震呈条带状展布于近东西向大坪断裂的上盘，按主震断层节面、震源深度及余震深度在5～7 km范围以及震中集合在地表的投影宽度1.5～2 km，这与大坪断裂的产状相近似，即走向东西、倾向南、倾角60～70°左右。

2)震中长江两岸发育近东西向褶皱，其走向与此次地震等震线长轴走向一致。近东西向褶皱的演化和长江侵蚀的共同作用，使得两岸形成冲沟体系短而深切，单沟发展，多沟同源，多期滑坡发育的复杂斜坡系统［9］。受这种局部构造样式作用，此次地震烈度分布具有近东西向的方向性。

4.2 地震烈度与岩溶发育的关系

震中附近区域地质构造演化控制了岩溶作用，褶皱和断裂带等局部构造控制着岩溶的重要部位和重要层位;节理和层理等小构造使岩溶普遍发育。新构造期的地表隆升导致河流下切、岩体卸荷松动，并使岩体更加破碎，岩溶通道扩宽，表生构造加密了岩溶通道，使岩溶作用增强［10］。近东西向大坪断裂、长江峡谷和南北向神农溪、东瀼河深切河谷围限成宋家梁子微地块，其与大坪断裂断层破碎带(线性岩溶带)及巴东Ms5.1地震的发生密切相关。

长江峡谷两侧近东西向褶皱的发育导致地面不均匀沉降，其中向斜部位是遭受溶蚀较强的部位，沉降幅度较大，背斜部位的沉降幅度小，向斜的中央往往会因强烈溶蚀而在重力作用下发生滑坡或泥石流［11］。此次地震发生在长江峡谷北侧，长江两岸支流将地貌切割成各种沟壑，峡谷两岸覆盖土层较薄，多处发育古滑坡体，对地震烈度影响较大，致使Ⅵ度区等震线局部与地貌线相近，加之多数乡镇和农村多土坯、土石结构房屋，该类房屋抗震性能较差，致使牛口村一带形成了Ⅶ度异常点。

4.3 巴东Ms5.1地震与秭归龙会观Ms5.1地震烈度分布异同分析

1979年秭归龙会观Ms5.1地震等震线Ⅶ度区(极震区)长轴走向北东向，长约13 km，短轴走向北西向，长约5 km，Ⅵ度区整体呈椭圆状，长约26 km，短轴长约15 km，与区域构造线方向基本一致。而巴东Ms5.1地震等震线Ⅶ度区(极震区)整体呈椭圆状，长轴走向北西西向，长轴约3.9 km，短轴约2.4 km，Ⅵ度区长轴走向近东西向，长约21.4 km，短轴近南北向，长约13.6 km。两者相比，后者Ⅵ～Ⅶ度区面积均小，表明衰减较快，而且较集中，震害较轻。

5 结论

1)巴东Ms5.1地震震中烈度为Ⅶ度，震后屋架完全倒塌很少，但墙体开裂、屋顶掉瓦等震害十分普遍。分析表明，未经抗震设防的土石结构房屋，以及部分无抗震措施的砖混结构房屋震害较严重，而巴东县县城及附近三峡移民新建房屋经抗震设防处理，震害较小。

2)地震烈度Ⅵ～Ⅶ度区形态受区域构造控制，沿近东西向大坪断裂破碎带发育的线性岩溶带与本次地震有密切的关系。近东西向褶皱控制的岩溶作用演化，进而发育一系列古滑坡体，对地震的烈度分布有一定的影响。

3)与1979年秭归龙会观Ms5.1地震相比，巴东Ms5.1地震等震线Ⅵ～Ⅶ度区面积均小，表明此次地震衰减较快，但震害分布均受区域构造的影响。

1 湖北省地质矿产局.中华人民共和国区域地质调查报告-巴东幅［R］.1984.(Bureau of Geology and Mineral Resources of Hubei Province.Regional geological survey report of the People’s Republic of China-Badong［R］.1984)

2 肖拥军，柴波，应赣.三峡库区巴东县新城区斜坡构造体系特征研究［J］.湖南科技大学学报:自然科学版，2008，23(1):19 － 22.(Xiao Yongjun，Chai Bo，Ying Gan.Slope structure system’s feature at new county-site town of Badong in Three Gorges Reservoir region［J］.Journal of Hunan University of Science＆ Technology:Natural Science Edition，2008，23(1):19 －22)

3 王孔伟，等.三峡库区作辑托背斜和巴东断裂与滑坡类型的关系［J］.吉林大学学报:地球科学版，2013，43(1):169－ 177.(Wang Kongwei，et al.Relationship between landslide type and Zuojituo anticline Badong fault in Three Gorges Reservoir area［J］.Journal of Jilin University:Earth Science Edition，2013，43(1):169 －177)

4 李安然，等.峡东工程地震［M］.北京:地震出版社，1996.(Li Anran，et al.Engineering seismology of Xiadong area［M］.Beijing:Seismological Press，1996)

5 高孟潭，等.中强地震活动地区地震区划重要性及关键技术进展［J］.震灾防御技术，2010，3(1):1 －7.(Gao Mengtan，et al.The importance of seicmic zonation in moderate earthquake area and the recent technical progress［J］.Technology for Earthquake Disaster Prevention，2010，3(1):1 －7)

6 中华人民共和国国家标准.GB/T 17742—2008中国地震烈度表［S］.北京:中国标准出版社，2008.(The National Standard of the People’s Republic of China.GB/T 17742—2008 The Chinese seismic intensity scale［S］.Beijing:China Standards Press，2008)

7 洪海春，等.安徽安庆Ms4.8地震现场调查启示与震害特征分析［J］.震灾防御技术，2011，6(4):471 －477.(Hong Haichun，et al.Field investigation and analysis of damage characteristics of Anqing Ms4.8 earthquake in Anhui province［J］.Technology for Earthquake Disaster Prevention，2011，6(4):471 －477)

8 洪海春，等.江苏高邮、宝应Ms4.9地震现场震害调查与破坏原因研究［J］.震灾防御技术，2013，8(3):283 －291.(Hong Haichun，et al.Field investigation and research on damage cause of Gaoyou-Baoying Ms4.9 earthquake in Jiangsu province［J］.Technology for Earthquake Disaster Prevention，2013，8(3):283 －291)

9 刘传正，刘艳辉.长江三峡巴东复杂斜坡系统成因研究［J］.地质论评，2006，52(4):510 －520.(Liu Chuanzheng，Liu Yanhui.Study on genetic mechanism of the Badong slope system in the Three Gorges of the Yangtze river［J］.Geological Review，2006，52(4):510 －520)

10 张加桂.三峡库区泥灰质岩石斜坡带构造对岩溶地质灾害的控制机理［J］.水文地质工程地质，2004(4):43－47.(Zhang Jiagui.Mechanism of the structure control over karst hazards in mud limestone terrain，Three Gorges Reservoir region［J］.Hydrogeology ＆ Engineering Geology，2004(4):43－47)

11 张加桂，陈庆宣，蔡秀华.三峡地区泥灰质岩石中几种表生构造及其与地质灾害的关［J］.中国地质，2003，30(3):320 － 324.(Zhang Jiagui，Chen Qingxuan，Cai Xiuhua.Some supergene deformation structures in marly limestone in the Three-Gorges region and their relation to geohazards［J］.Geology in China，2003，30(3):320 －324)

TYPICAL CHARACTERISTICS OF DAMAGE OF BADONG Ms5.1 EARTHQUAKE

Qiao Yueqiang，Wu Jianchao，Feng Qian and Li Heng
Key Laboratory of Earthquake Geodesy，Institute of Seismology，CEA，Wuhan 430071

Badong Ms5.1 earthquake in Hubei province caused various damages involving some of rural buildings，and seismic casualty is appeared in meizoseismic area.Based on the field investigation in the earthquake effected area，in this paper，primary characteristics of the typical damages of this earthquake are summarized.Analysis showed that:The meizoseismal area ofⅦ degree area，which focused on the town of Badong County rang SongjialiangZi area，was NW-SE trending，long axis length of 3.9 km，the minor axis length of 2.4 km，an area of about 7.7 km2.Ⅵ degree area was nearly the whole thing to the long axis of about 21.4 km，minor axis length 13.6 km，area 25.1 km2.The map of seismic intensity are trustworthy.Damages have a greater relationship with the seismic performances of buildings.This buildings of the Three Gorge immigration engineering is largely intact.Initial discussion some relationships of the intensity and faults、karst distribution.

Badong Ms5.1 earthquake;typical seismic damage;characteristics of intensity;meizoseismal area;seismic performances

P316

A

1671-5942(2014)03-0015-05

2014-04-16

中国地震局地震研究所所长基金项目(IS201356135)

乔岳强，男，1983年生，工程师，主要研究方向为活动构造和地震地质。E－mail:qiao51219@163.com。