2023年土耳其7.8级地震灾害特征.pdf

第 卷 第 期 年 月世 界 地 震 工 程 .收稿日期:修回日期:基金项目:河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室开放基金资助项目()中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项()黑龙江省科学基金()作者简介:张 升()男硕士研究生主要从事岩土地震工程、土动力学等方面的研究:.通信作者:李兆焱()男副研究员博士主要从事岩土地震工程、土动力学等方面的研究:.文章编号:():./.年土耳其.级地震灾害特征张 升李兆焱张思宇袁晓铭(.中国地震局工程力学研究所 地震工程与工程振动重点实验室黑龙江 哈尔滨 .地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江 哈尔滨 .河北省地震灾害防御与风险评价重点实验室河北 三河)摘 要:北京时间 年 月 日 时 分土耳其发生.级地震震中位于北纬.东经.震源深度 约 小时后同一地区又发生了一次.级地震土耳其出现了极为罕见的“双震”土耳其和叙利亚两国共计至少 人死亡、人受伤 此次地震震级高并且强度大震害极为严重具体表现为:大量房屋倾倒或受损严重建筑物的结构破坏为主要形式内部的水管泄漏和柜体倾覆建筑外部非结构破坏以填充墙、楼体贴面、装饰和玻璃等构件的破坏为主生命线系统破坏中桥梁损坏数量较大但程度较为轻微主要破坏形式为桥台变形、支座失效及桥墩损坏等公路破坏形式为路面隆起、龟裂和扭曲多个地区产生了严重的拥堵现象铁路系统受到了严重破坏主要破坏形式为轨道发生严重弯曲和断裂场地效应主要表现形式为土壤液化、山体滑坡和地面变形等其中土壤液化现象较为广泛且存在土壤液化导致附近的建筑物地基失效、房屋倾倒和生命线毁坏等破坏现象 震害调查表明:此次地震灾害分布集中在近震中地区震害主要体现在建筑物、工程场地和生命线系统等方面 地震后土耳其根据欧洲 模型给出了明显过低的人口伤亡评估结果美国地质调查局()第一时间给出了人员伤亡和经济损失等过于保守的灾害预测不利于震害评估和灾害救援 需要完善和发展更加合理的地震灾害预测方法震害资料不断累积后 年 月 日美国地质调查局给出了趋于准确的预测的结果为了更合理的进行地震应急救援和灾后快速重建评估工作需要发展新的灾害预测评估方法关键词:土耳其.级地震建筑物破坏生命线破坏场地破坏震害预测方法中图分类号:文献标识码:.(.):.:.世 界 地 震 工 程第 卷 .().:.引言北京时间 年 月 日 时 分(当地时间 年 月 日凌晨 时 分)土耳其发生.级地震震中位于北纬.东经.震源深度 同一天 时 分(当地时间 时 分)在土耳其又发生了第二次强烈地震震级为.级震中位于北纬.东经.距离.级地震震中约 震源深度 提供的震源机制解表明地震属于中东及周边地区的地震构造为走滑型地震(两个节面走向角/倾角/滑动角分别为/和/)地震构造区见图 图 中东及周边地区的地震构造汇总区.土耳其北部的右旋走滑的北安纳托利亚断层容纳了安纳托利亚地块和欧亚板块之间的大部分向西运动 年间一系列破坏性的.级以上走滑地震沿着北安纳托利亚断裂系统向西传播 这些地震中最西边的一次是 年 月 日马尔马拉海附近的伊兹米特.级地震造成约 人死亡此次土耳其出现了极为罕见的“双震”是土耳其 多年来死亡人数最多的地震震害中出现了大量建第 期张 升等:年土耳其.级地震灾害特征筑物倒塌、生命线破坏以及场地破坏的现象其中土壤液化导致的场地破坏使很多周边建筑物的地基失效并产生沉降、倾斜 本文搜集、整理和分析了此次.级地震的震害信息给出了震害严重地区地震动的主要特征具体分析了建筑物破坏、生命线破坏和场地破坏特征讨论了美国地质调查局给出震害预测方法的不足 相比于同等级的 年日本.级福岛地震此次地震灾害极为严重地震动强度高、场地效应影响大、房屋建筑质量存在缺陷和抗震措施不完备是其重要原因地震动强度及烈度此次地震震中位于北纬.东经.最大烈度为 度震中位置见图()最大峰值加速度出现在 台站震中距为.分量最大且达到.地震仪器烈度高烈度区域主要集中在近震中地区这一地区也是此次地震震害集中的地区见图()图 土耳其.级地震震中和烈度分布图.震害分布和主要特征.级地震属于大震的范畴对比发生在人口稠密区域的 级左右地震:年同为.级的雅安地震造成 人死亡导致房屋倒塌.万余栋 年海地.级地震造成 多人死亡大量房屋倒塌国家宣布一个月紧急状态 年日本福岛.级地震造成 人死亡 栋房屋完全倒塌 此次土耳其.级地震导致至少 人死亡、人受伤震害相较以往几次人口密集的大地震区域极为严重 省一条公路两侧建筑群地震前后对比图见图 图 省一条公路两侧建筑群地震前后对比图.此次.级地震震后还发生了多次高强度余震且在距第一次地震约 小时后又发生了一次高达.级的特大余震是一次极为罕见的“双震”对在第一次地震中未完全毁坏的建筑物等造成了二次伤害这也是此次地震震害严重的原因之一.级以上余震位置见图 世 界 地 震 工 程第 卷图 .级以上余震位置图.震中附近人口稠密也是此次大地震人员损失极大的一个原因 中国地震局工程力学研究所孙柏涛课题组给出了此次地震的人口分布图见图 震中附近大约分布着 个大中城市人口超过 万人可以看出两次大震震中附近的 和 等省均为人口密集的地区图 土耳其.级地震震区人口分布图.震害主要有以下几个方面构成:建筑物结构和非结构破坏生命线破坏、场地破坏和地震引发的次生灾害等.建筑物破坏建筑物的破坏主要集中在近震中的高烈度地区土耳其境内至少有 万余栋建筑物严重破坏倒塌其中距震中最近的 省、.省和 省破坏最为严重具体破坏数目见表 高达.万栋建筑物损毁严重需要紧急拆除另有大量轻微破坏的建筑物表 土耳其各省份建筑物破坏统计表 破坏省份.无破坏轻微破坏中等破坏严重破坏/倒塌此次地震造成的建筑物破坏有如下特征:第 期张 升等:年土耳其.级地震灾害特征)结构破坏是此次地震建筑物破坏的主要形式其主要破坏形式为房屋梁、柱和承重墙等的破坏主要出现在砌体结构、结构以及古代建筑结构的建筑物其中砌体结构建筑受损状态大多比 建筑更为严重如:处于 省安塔基亚市的一个区域内出现大面积建筑倒塌考虑是因为该区域建筑施工不符合现行的土耳其建筑规范要求抗震设防等级不够且场地破坏导致大面积建筑地基失效见图()阿德亚曼省格尔巴舍城内一栋建筑物从底部倾覆该建筑为土耳其 年以前建造的钢筋混凝土建筑物这种建筑物的典型缺陷是使用光滑的钢筋钢筋细节构造不足混凝土强度可能较低因此考虑是由于基础接缝处的钢筋不符合要求导致接缝处的加固不够无法将地震中的侧向力传递到基础上而导致建筑从其基础上倾覆整体倾倒情况及接缝处钢筋见图()土耳其境内千年古堡加济安泰普古堡受损最为严重部分堡垒的墙壁及瞭望塔倒塌其他部分严重受损考虑是多次地震的累积损伤引起见图()叙利亚境内的古建筑也接近损毁状态有 历史的位于土耳其马拉蒂亚的“耶尼清真寺”在该起地震中结构严重受损清真寺的圆顶倒塌见图()这是该寺庙自 年建造以来第 次被地震摧毁 另外部分地区出现了因跨越断裂带而引起的建筑破坏现象此类型破坏严重但周边衰减比较快考虑与场地有关系图 地震作用下建筑物破坏.)在人员不密集且对屋内设施需求不高的建筑物内非结构构件的破坏较建筑物结构性破坏带来的影响更小表现为室内物品毁坏和建筑物外壁脱落等如:黎巴嫩境内巴卜达县受地震影响一栋民居内部物品被震散落见图()叙利亚境内 地区一栋房屋内墙皮开裂和脱落见图()图 非结构构件的破坏.生命线破坏.桥梁破坏地震导致土耳其境内许多桥梁受损灾区内有 座桥梁受地震影响无法通行但大约 的桥梁在地震世 界 地 震 工 程第 卷发生后一天内修复 桥梁破坏的主要表现形式为桥台变形、支座失效及桥墩损坏如:一处桥梁的桥台发生挤压破坏导致一侧桥头变形见图()一座桥梁的支座脱落和挡块破坏见图()一座桥梁因支座失效导致桥的一侧断裂路面隆起见图()一处桥梁的桥墩混凝土脱落轴向钢筋弯曲见图().隧道震害震后隧道大都表现良好有一些轻微损坏调查发现仅有 村附近的一条铁路隧道被地震严重破坏见图()这条隧道建于 世纪 年代是一条石质衬砌隧道抗震等级不够且经历了往次地震的累计损伤因此受损严重施工中的 铁路隧道震损轻微见图().公路破坏公路破坏主要破坏形式为路面隆起、龟裂和扭曲这是地震剪切和扭转作用下的一个突出的震害表现土耳其 地区一条高速公路因地面变形导致路面出现巨大裂缝严重损毁见图()叙利亚境内一条公路同样因地面不均匀沉降而严重破坏见图()图 地震作用下桥梁破坏.图 隧道震害.第 期张 升等:年土耳其.级地震灾害特征图 公路破坏.铁路破坏土耳其中部地区共有 的铁路线受到地震的严重影响部分铁路破坏是因其它生命线破坏而导致的伴生破坏主要表现形式为轨道扭曲和断裂 在此次地震的震中地区卡赫拉曼马拉什省途经当地的部分铁路轨道在地震后发生严重弯曲和断裂原本笔直的铁轨严重扭曲变形见图()一处铁路因桥梁变形严重而导致轨道扭曲见图()图 铁路严重破坏.场地破坏地震造成了大量的场地破坏主要表现形式为土壤液化、山体滑坡和地面变形等这些场地破坏也进一步对其周边建筑物和生命线带来了破坏 此次地震导致的建筑物破坏原因除施工质量问题和抗震构造不足外还有场地效应问题 省安塔基亚市和处于平原的城区相比靠近山体的城区区内建筑物损失较小且以奥隆特斯河为破坏分界线分析发现场地效应对建筑物破坏的影响较大红色点代表地震作用下严重破坏的建筑物橙色点代表地震作用下中等破坏的建筑物黄色点代表地震作用下轻微破坏的建筑物见图 位于 省的克勒汗镇也呈现同样特征的破坏见图 带颜色点含义同图 图 省安塔基亚市建筑物破坏示意图 图 省克勒汗镇建筑物破坏示意图.世 界 地 震 工 程第 卷.土壤液化地震导致的土壤液化现象较为广泛主要表现形式为喷砂冒水在建筑物地基附近也有大量液化现象导致场地附近的建筑物带地基失效、房屋倾倒等破坏如:省伊斯肯德伦港口附近几栋住宅地基因液化失效见图 此外生命线沿途的土壤液化对其带来程度不同的破坏一架桥梁的桥台处发生液化导致基础失效桥台倾倒见图 图 建筑物地基附近的液化.图 地震土壤液化引起的地基破坏导致桥台旋转.山体滑坡受地震影响部分地区出现了山体滑坡或者边坡失效的现象并对当地道路产生破坏 市南部一条水渠旁边的道路产生滑坡和裂缝导致混凝土挡土墙发生严重横向位移(向水渠推进)见图()一处山体因土体内部固结能力不足地震时发生滑坡落石掩埋了下方道路见图()图 滑坡震害现象.地面变形地震还导致了多处地面变形一处地面土体发生侧移和地震错动变形见图()一处地面变形导致了沿途的铁路轨道发生扭曲破坏见图()第 期张 升等:年土耳其.级地震灾害特征图 地面变形.次生灾害地震引发了火灾和停电等一系列次生灾害 年 月 日伊斯肯德伦港的部分集装箱受地震影响发生倒塌并在随后发生火灾见图()土耳其哈塔伊省一个天然气运输管道受地震影响发生爆炸并引发火灾见图()地震导致了为铁路线供应电力的 个变电站停止运作图 次生灾害.目前震害预测方法土耳其 年 月 日发生的“双震”给土耳其造成约 亿美元的直接损失相当于土耳其 年国内生产总值()的 至少 人死亡和 人受伤 震后第一时间土耳其当局和 分别给出基于不同模型的地震损失预测均和实际损失差距较大但经过地震数据的不断累积和收集资料模型重新计算的预测结果趋于准确.土耳其风险评估模型土耳其根据欧洲地震风险模型 估计住宅重置成本超过 千亿欧元商业建筑重置成本约亿欧元工业建筑重置成本约 亿欧元预测相对偏高倒塌房屋 万余栋严重破坏 万余栋中等破坏 万余栋轻微破坏 万余栋预测偏低伤亡人口 千人左右预测明显过低.美国地质调查局风险评估模型美国地质调查局()第一时间预测此次地震造成的经济损失可能在 亿至 亿美元之间达到土耳其国内生产总值的 预测偏于保守此次地震造成 人死亡的可能性最大为 预测差距过大经过地震灾害数据累积 年 月 日重新预测的结果趋于真实损失值预测经济损失最可能在 亿 亿见图()预测死亡人数最可能在 万 万人见图()世 界 地 震 工 程第 卷图 美国地质调查局()给出的震害估计.结论通过收集、对比和分析震后的实地勘察数据大体得出以下结论:)此次地震导致了数量极大的建筑物的毁坏其中有大量建筑物完全倒塌或严重破坏结构性破坏为主要破坏形式)生命线系统破坏中桥梁损坏较为轻微主要破坏形式为桥台变形、支座失效及桥墩损坏等公路没有严重的破坏但在多个地区产生了严重的拥堵基本破坏形式为路面隆起、龟裂和扭曲铁路系统受到了严重破坏大多是伴随桥梁和隧道破坏发生主要破坏形式为轨道发生严重弯曲和断裂)此次地震导致了大量场地破坏主要表现形式为土壤液化、山体滑坡和地面变形等其中土壤液化现象较为广泛这些场地破坏也进一步对其周边建筑物和生命线带来了破坏)美国地质调查局()第一时间的预测过低地估计了此次地震震害不利于震害评估和灾害救援但经过完善数据重新得到的预测结果接近真实损失 未来需要完善和发展更加合理的地震灾害预测方法致谢:中国地震局工程力学研究所地震应急队员收集了大量的震害资料并快速给出了仪器地震烈度分布图王涛研究员和林旭川研究员对土耳其地震现场进行细致勘察提供地震现场震害资料在此表示衷心的感谢!参考文献:.81 30 8E3 6/.:././.:./:././.中国网.土总统:强震已致 人死亡系土史上死亡人数最多地震/.:./.:/.:./.().:.:.张升 李兆焱 张思宇 等.年日本福岛.级地震灾害特征.地震工程与工程振动 ():.():.()./.:./.每日经济新闻.土耳其彻查“地震案”/.:././.:./.()凤凰网.土耳其司法部长:已有 人被控涉嫌参与建造劣质建筑/.:./.:/.:./.()环球网.土耳其发生.级地震震源深度 千米/.:././.:.第 期张 升等:年土耳其.级地震灾害特征/.()./.:./.温瑞智 任叶飞 黄旭涛 等.芦山.级地震强震动记录及其震害相关性.地震工程与工程振动 ():.():.().:/.:./.中青在线.土耳其强震已造成该国超.万人遇难系土史上死亡人数最多地震/.:././.:./.()./.:././.:./?.:/.央视新闻客户端.土耳其政府已完成对震区.万栋建筑物的排查工作/.:./.?./.:./.?.()./.:./.环球网.地震致超 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