2008年汶川地震造成北川老縣城15000多人死亡,幸存下來的完整家庭不到10%(據百度百科),是汶川地震受災最為嚴重的地區之一。
北川老縣城并不偏遠,其在綿陽市區西北方向,距市區約60公里。
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縣城位于山間谷地,湔江(俗稱:通口河)穿城而過,縣城海拔約640米,兩側高山的相對落差超過300米,且坡度很陡,極易發生滑坡災害。
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汶川地震發生后,縣城內大量房屋倒塌,并且地震造成了巨大體量的滑坡,又進一步加劇災害。
汶川地震之前的北川縣城:
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汶川地震之后的北川縣城:
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地震造成的滑坡還阻斷了湔江,在北川老縣城上游約4公里處形成了著名的唐家山堰塞湖。
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下面展示汶川地震17年后,北川老縣城遺址:
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未倒塌的建筑
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可見,未倒塌的房屋底層都有很多小房間,換言之,支撐柱多。
筆者是地震工程的外行,還望更多地震工程從業者在評論區多多分析這些建筑未遭受嚴重破壞的原因。
倒塌的建筑
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受災如此嚴重,筆者第一反應:斷層穿過縣城了嗎?
筆者回來后,請教相關同事,發現發震斷層并未直接穿過斷層,而在縣城南邊的半山腰。
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據(李海兵等,2009)
但是,破裂在北川到達地表,并且錯動量巨大,最大可達10米。
換言之,破裂傳播到此處時,錯動導致斷層兩側一下就有三層樓高度的落差。
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據(李海兵等,2009)
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據(李海兵等,2009)
如上圖所示:地震前處于同一平面的兩房屋地基面,被斷裂陡坎錯開約9.5 米的高差。
為什么此處地表破裂如此巨大?
從全局視角看:破裂在到達北川前,在高川附近經歷了一個大拐彎。
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據(李海兵等,2009)
汶川地震水平位移
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據徐錫偉教授主編的汶川8.0級地震地表破裂圖集
汶川地震垂向位移
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據徐錫偉教授主編的汶川8.0級地震地表破裂圖集
這一“大拐彎”構造是否是導致北川老縣城遭受極端破壞的關鍵因素呢?
朱守彪和袁杰 (2018)通過二維數值模擬研究表明,正是由于這一“大拐彎”,破裂在經過此處后,由亞剪切破裂轉換成了超剪切破裂,大大加劇了北川老縣城的受災程度。
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據朱守彪和袁杰 (2018)
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據朱守彪和袁杰 (2018)
雖然二維模型相對比較簡單,但其結果說明了復雜的斷層幾何對大地震破裂動力學過程的顯著影響。
參考資料:
李海兵, 司家亮, 付小方, 邱祝禮, 李寧, 裴軍令, ... & 吳富峣. (2009). 2008 年汶川地震同震滑移特征、 最大滑移量及構造意義.第四紀研究,29(3), 387-402.
5·12汶川8.0級地震地表破裂圖集,徐錫偉主編,地震出版社,2009年
朱守彪, & 袁杰. (2018). 2008 年汶川大地震中北川地區極重震害的物理機制研究.地球物理學報,61(5), 1863-1873.
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