中外地震烈度标准发展情况分析研究

中外地震烈度标准发展情况分析研究

引言

地震烈度( earthquake intensity)是地震烈度是指某一地区的地面和各人工建筑物遭受一次地震影响的强弱程度【3】。根据地震对地面造成的破坏程度划分的等级,是指地面及房屋建筑物受地震破坏的程度。同一地震发生后,不同地区受地震影响的破坏程度不同,烈度也就不同。同样大小的地震，造成的破坏不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。为了衡量地震的破坏程度，科学家又“制作”了另一把“尺子”一地震烈度。地震烈度在国际上使用得极为广泛，而且很早，它的使用在地震动各物理量与震级之前，距今已经有170多年，直到现在还在许多国家和地区继续使用。概括起来地震烈度这一概念的用途可以分为以下三个方面：第一，作为震害的简便估计。第二，为地震工作者提供一种宏观尺度来描述地震影响的大小。第三，作为一种粗略而简便的指标，为地震工程总结抗震经验，进行烈度区划，从而规定地震动设计参数【3】。地震烈度是地震对地面影响的强烈程度，主要依据宏观的地震影响和破坏现象，地震烈度表把地震的强烈程度，从无感到全毁划分为若干等级，列成表格，以统一的尺度衡量地震的强烈程度，除日本等少数国家外，当前国际上普遍采用12度划分法【2】。在不同国家的地震烈度标准都存在一些定性、定量的差别，在一些国外地震烈度标准中每一度之前的定义有些存在差异。中外各国的地震烈度标准中大致是从人的感觉及器物反映、结构物破坏情况，场地土质条件、生命线工程、地震动参数来进

行定义烈度的，但是在不同地震烈度标准中存在不同的侧重点，比如：EMS98中主要是叙述了结构物破话的易损性，建立易损性矩阵，对生命线工程和地震动参数没有提及。JMA在中定义为八度表，在不同烈度等级上也有一定的不同。如何将这些不同的地震烈度标准建立联系，将成为本文主要论述的内容。

1 国内地震烈度表的沿革

我国先后四次制订了中国地震烈度表。1957年地球物理研究所谢毓寿教授根据我国历次震害经验和我国建筑结构特征，编制了第一部《新的中国地震烈度表》；上世纪70年代，中国地震局工程力学研究所刘恢先所长领导的烈度研究组，总结国内主要破坏性地震的震害经验，分析强震观测所取得的地震动参数与烈度的关系，结合我国主要房屋结构形式，修订并形成了《中国地震烈度表》(1980)；上世纪90年代，中国地震局工程力学研究所为主编单位，该所陈达生研究员等牵头组织有关专家，在1980烈度表的基础上，经过总结分析现场调查资料、振动台上进行的人的反应和家俱与器皿反应试验、强震观测资料等，编写了《中国地震烈度表》(1999)，并作为国标，于1999年正式发布实施。在本单位两次负责编制《中国地震烈度表》的过程中，大量收集整理了现场震害资料，多次在振动台上进行了地震时人的感觉、家俱和器皿反应的模拟试验，烈度计的研制，地震动参数和烈度相关关系的分析研究。该所近40年来一直致力于地震烈度相关的研究，了解国外地震烈度表的情况，并具有地震烈度标准研究的丰富经验。1957年，参照国外烈度表，针对中国主要类型建筑，制订了

《新的中国地震烈度表》。1980年，对57烈度进行了修订：删除了牌坊、塔、碑石等判据，简化了地震现象描述，引入了震害指数概念，增加了加速度和速度物理指标。1999年，对80烈度表进行了局部修订。由于国家经济发展，城乡房屋结构发生很大变化，抗震设防的建筑比例增加，同时旧式民房仍然存在，这些因素都需要在地震烈度评定中予以综合考虑。与GB/T 17742－1999相比，新修订标准的主要内容变动包括：

1.1 将评判烈度的房屋类型由原标准的一类扩展为三类，增加旧式房屋和按照Ⅶ度抗震设防的砖砌体房屋；

1.2 在Ⅵ度～Ⅻ度房屋震害程度描述中，具体给出各类房屋主要破坏等级数量；

1.3 明确了原标准中平均震害指数值的适用范围，并使相邻烈度的平均震害指数值相互搭接，给出按照Ⅶ度抗震设防的砖砌体房屋平均震害指数值；

1.4 在器物反应中增加家具和物品倾倒现象，并将器物反应评定烈度延伸到Ⅶ度，用液化现象评定烈度延伸到Ⅷ度；

1.5 删除树梢折断、人畜伤亡相关内容；

1.6 调整数量词对应的百分比范围，分档范围相互搭接；

1.7 新增破坏等级和对应的震害指数条款以及平均震害指数计算公式；

1.8 对原标准的结构、部分条款进行了修改。【4】

2 国外地震烈度表的沿革

最早的烈度表是意大利塔尔迪在1564年编制的，现已经废弃。【5】烈度标准研究由来已久，到目前为止已提出各种烈度标准有近百种。1874～1878年意大利罗西（Rossi）编制成第一个有实用价值的烈度表（罗西烈度表）；1881年，瑞士福雷尔（Forel）也独立地提出一个内容相似的烈度表。1883年，二人联名发表了罗西－福雷尔烈度表（R-F烈度表），他们将非破坏地震分为7个级别，把破坏性地震分成3个级别，编制出十度烈度表，R-F烈度表至今还流行于欧洲某些地区。【5】1902年意大利麦加利（Mercalli）对罗西－福雷尔烈度表作了改进。1904年意大利坎卡尼（Cancani）又把麦加利所改进的烈度表从10度扩展为12度，并参考米尔恩（Milne）和大森房吉的研究结果，给每度配上加速度当量。这就是麦加利－坎卡尼烈度表。1912年，德国西贝格（Sieberg）再将麦加利烈度表修改，把表中最高烈度分为三度成为麦加利－坎卡尼－西贝格烈度表（MCS表）。【5】MCS表大大充实了每一烈度级别的多方面判据，并引入了坎坎尼（C.Cancani）绝对烈度表中表示地震作用力的加速度数据，成为当时最为完备的地震烈度表。由于此表每一烈度的判据充实，便于野外调查时判定烈度；表中又有加速度值，使抗震设计中计算地震破坏力有了物理基础。其后，有些国家便以此表为蓝本，编制适合于本国实际的地震烈度表。目前，MCS表在南欧地区仍然使用。1931年，伍德（Wood）和纽曼（Neumann）对MCS烈度表进行了改进，称为修正麦加利烈度表（ModifiedMercalli），简称MMI烈度表。1956年，里斯特（Richter）对MMI烈度表进行了全面的修订。MMI 56烈度表