九江-瑞昌5.7级地震烈度调查研究

2014-11-20曾新福汤兰荣卢福水江春亮

华南地震 2014年1期

曾新福，汤兰荣，卢福水，江春亮，毛华

(江西省地震局，江西南昌 330039）

0 引言

2005年11月26日九江与瑞昌交界处发生5.7级地震，造成14人死亡，近百人受重伤，造成直接经济损失23亿①江西省地震局.11.26九江-瑞昌5.7级地震灾害评估报告，2005.。地震发生后，地震烈度调查与研究便成了一项重要工作，通常以自然村为单位进行烈度调查，根据各调查点的烈度来划出烈度等震线。此次地震极震区范围及经济损失之大都是超出人们的预想，并且本次地震的烈度等震线勾画结果存在一些争议［1］。为此本文运用大量现场第一手调查资料，并进行核对，并结合场地条件和地形地貌等多方面原因进行较为全面、具体的分析，进而对此次地震烈度等震线的划分进行补充和完善工作。

1 宏观震害调查

2005年11月26日08点49分在九江、瑞昌之间发生5.7级地震，江西省地震局迅速派工作小组赶到灾区开展地震监测、地震预报、灾害评估和科考等工作，并得到周边省地震局现场工作队的大力支持。为了便于灾评和科考工作开展，现场工作组根据当地建筑结构特征，统一以房屋破坏程度作为烈度划分的主要标志［2］，其它宏观震害现象作为辅助和参考。把基本完好和轻微破坏合成一个破坏档次，为轻微破坏；把严重破坏和毁坏合成一个破坏档次，为严重破坏（不可修复）。因此将本次房屋破坏分为轻微破坏、中等破坏和严重破坏三个破坏等级。根据中国地震烈度表和灾区具体情况制定了各烈度区的破坏标准，该标准具体如下：

（1）Ⅶ度区。所有人震感强烈、仓皇逃出；土木结构房屋部分毁坏，大多数严重或中度破坏，普遍裂缝；砖木房屋普遍裂缝，普遍中度破坏个别毁坏；砖混房屋大部分裂缝，相当部分严重破坏或毁坏，部分倒塌［3］；框架结构房屋非承重墙普遍裂缝，柱子和楼板局部轻度裂缝，个别老旧楼房出现中度破坏。部分地下水位浅的地区出现喷砂冒水，并伴有地裂缝；河、湖堤岸张裂，地陷、崩塌现象普遍，公路、铁路护坡裂缝破坏，公路路面出现裂缝。

（2）Ⅵ度区。大部分人震感强烈、仓皇逃出，桌面器物翻倒落地。土木结构房屋普遍裂缝，部分中度或严重破坏，个别倒塌。砖木房屋大部分出现裂缝，多数轻微破坏；部分达中等以上破坏；砖混房屋大部分出现轻微裂缝，局部达中度破坏；部分地方出现小规模喷砂冒水和崩塌现象。

（3）Ⅴ度区。室内普遍有感，少数人惊慌逃出室外，室外多数人有感，门窗、屋顶、屋架颤动作响，不稳定器物翻倒落地。土木房屋部分出现裂缝和屋顶掉瓦，个别老旧土木结构房屋达中度破坏；砖木房屋个别出现裂缝，轻微破坏。框架和砖混结构房屋基本完好。

根据上述烈度划分标志，11·26九江-瑞昌地震极震区烈度为Ⅶ度①九江-瑞昌5.7级地震现场科学考察队.11.26九江-瑞昌5.7级地震科学考查报告，2005.。位于震中最近的港口镇与城门乡一带灾情最严重。其房屋大部分受到严重破坏，墙体裂缝长多数超过其本身长的三分之二，且多为X型剪切通透性裂缝，城门乡联盟村多处见裂缝宽达20～30 cm；在瑞昌市湓城街办、城门乡、新合乡杨桥村等地部分房屋墙体产生错位，上下墙体错距达6～8 cm。桂林办事处、港口镇魏家墩一线则倒塌比较严重，该地区砖混结构房屋相当部分丧失使用功能；土木结构房屋70%受到严重破坏，25%倒塌或局部倒塌；框架结构房屋受破坏较轻，但也有少数结构设计不规则的受严重破坏，如瑞昌市政府大楼。极震区（Ⅶ度区）自震中往西达瑞昌市高丰镇东面的童家湾，东面达九江县张家渡，南至九江县石咀苏家，向北延到湖北新开镇南缘。主要涉及九江县、瑞昌市及湖北省黄梅县南面少部分地区，大致呈一北东东向展布的不规则椭圆型（图1）。Ⅵ度区灾情较轻，但涉及面积较大，该区向西到瑞昌市石桥塘，东面达九江县新港镇太平桥村，南至德安县樟树乡，向北延至湖北孔垄镇镇政府南侧，构成一个与Ⅶ度区相似的不规则椭圆型。Ⅴ度区波及范围广，其中南昌、长沙、武汉等地有强烈震感，均在Ⅴ度区范围内。因Ⅴ度区震害较轻，工作量大，因此本次工作没有准确确定Ⅴ度区等震线。各调查点的破坏等级与烈度详见表1。

图1 九江-瑞昌地震烈度调查点分布图Fig.1 Distribution map of survey points of seismic intensity of Jiujiang-Ruichang

2 烈度分布特征与地形地貌的关系

表1 调查点破坏等级与烈度对应表Table 1 The correspondence table of damage level and intensity of survey points

（接上表）

灾区总体地形地貌为北东向山区与盆地相间分布格局［4]。本次地震发生在瑞昌盆地北端。该盆地是一个NE向第三纪小型盆地，长18 km，宽约5 km，其两侧分别为志留系-泥盆系碎屑岩组成的NE向山体［5］。该盆地呈一个向北东方向逐渐开阔的喇叭状。瑞昌盆地东侧为海拔一千多米的庐山，西侧为700多米七峰山。受东西两侧山脉（地形）的控制，瑞昌盆地走向与两侧山体走向相一致（图2）。

根据图1与图2的对比可以看出，此次地震烈度等震线长轴方向与瑞昌盆地走向基本一致。Ⅳ度等震线在庐山和七峰山附近呈明显的收缩状，这些均说明该地震烈度等震线的走向受盆地和东西两侧地形地貌的影响比较明显［6］。具体表现为：沿盆地延伸方向灾情较重，烈度等震线延伸较长；遇到山区灾情明显变轻，对烈度等震线延伸有“阻挠”作用。

3 场地条件与震害的关系

图2 瑞昌盆地及其周边地形地貌Fig.2 Ruichang basin and the surrounding terrain

局部场地条件对地震动有很强的放大或缩小作用，直接影响到震害程度，一般表现为：软弱场地上的震害较坚硬场地上重［7]。这次地震之所以会有如此大的损失，其震害之严重，面积之大均超出大家预想，这和房屋所处的场地条件有很大关系。瑞昌盆地上部为中更新世至全新世冲、洪积形成20～60 m厚的第四纪松散沉积物。根据钻孔资料显示，盆地覆盖层主要由粉土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土及结构松散、饱和状的粉砂、砾砂组成。盆地内有代表性土层详细地质情况见表2。其中饱和状的粉砂在中强以上地震作用时易产生砂土液化，使其失去对上部荷载的承载能力。本次次地震在瑞昌市区及塞湖农场等多处发现明显的砂土液化现象。其中塞湖农场喷砂冒水持续时间长达几小时，最高喷射高度十多米，导致地表淤积了大片的泥砂。

根据九江及灾区周围类似土层剪切波测试结果，瑞昌盆地土层剪切波波速普遍偏低，大部分等效剪切波速范围在110～160 m/s之间，依据表2该区土层厚度一般为20～40 m，局部六七十米。依据表3场地类别划分和剪切波速范围对照表。灾区土的类型以软弱土-中软土为主。再对照表4可以看出，灾区场地类别以Ⅱ、Ⅲ类居多。从场地土的类型和场地类别可以看出，灾区大部分场地抗剪切能力差，并对地震效应产生一定的放大作用。

从图1中可以看到在下黄的烈度为Ⅶ度，但其周围烈度均为Ⅵ度，经现场核查得知因该处房屋建在新近沉积的粉土、粉质粘土、淤泥质土及粉砂层之上，其结构松散，压实性差，抗剪能力差，所以震害比周围严重。相反，在武山铜矿附近Ⅶ度点群中有Ⅵ度点出现，现场核查结果发现该村庄坐落在Q2台地上，其土层较坚硬，地基稳定性好，抗剪切能力强。因此在此次地震中该村比周围盆地场地条件较差的村庄灾情明显更轻。所以房屋所处场地条件差（抗震不利地段）是导致该地震震害严重重要原因之一。

表2 灾区典型钻孔地层分布及土层描述Table 2 The stratigraphic distribution and soil description of typical drilling in disaster area

表3 土的类型划分和剪切波速范围对照表［8］Table 3 Comparison table of soil types and the shear wave velocity range

表4 场地类别划分表［8］Table 4 Table of site classification

4 结论

依据调查点烈度分布图（图1），结合灾区地形地貌特征，得出11·26九江-瑞昌5.7级地震Ⅶ度区与Ⅵ度区的等震线图（图3），极震区（即Ⅶ度区）的等震线呈近似椭圆型，其长轴呈北东东向，与盆地走向相一致；其长轴长约30 km，短轴长约20 km，面积为约400 km2；Ⅵ度区长轴方向北东，长轴长约65 km，短轴长44 km，面积为1 700 km2。此次地震灾区面积之大超乎人们的估计，笔者觉得这与中国东部地震震源浅，场地条件差，地震能量衰减慢的特性有关，这类地震往往表现为震级相对较小，灾害较重的特点。而对于相同震级发生在西部地区，由于场地条件相对较好、地震能量衰减快和经济欠发达等因素，其灾害要明显轻于东部地区。这或许是近期东部多次发生地震震级不大，而灾害较大的原因。

通对烈度调查结果进行较为详细的分析，对部分烈度异常点进行了现场核实，对灾区地形地貌对烈度等震线的影响和场地条件与震害的关系进行了较深入细致的分析。得出以下主要结论：