北京大学《地震概论》震例分析：汶川大地震、仙台大地震

（三）汶川地震强震动观测与震害调查
1、汶川地震灾害调查及震害 特征 2、一些思考
Introduction to Seismology
1. 汶川地震灾害调查及震害特征
2. 一些思考
地百度文库烈度分布
地震前后北川县城
地震前后北川县城
唐家山泄洪前后北川县城
唐家山泄洪前后北川县城
9.23泥石流前后北川县城
4. 汶川大地震中出现的一些现象的解释
（1）汶川大地震震级的修订 （2）汶川大地震中其他现象 的解释
Introduction to Seismology
（1）汶川大地震震级的修订 测定的地震震级，不仅仅是由 地震的大小决定的，它还跟地震波 传播的时候所经过地方的性质大有 关系。 岩石错动是有方向性的。即辐 射有所谓的“方向性”。 地震学家在测量地震震级的时 候常不得不用不同的标度或尺度测 量。
地震概论 震例分析：中国汶川大地震和日 本仙台大地震 二、日本仙台大地震
地球与空间科学学院
赵克常 2012.4.28
地震时空过程
历史上仪器记录大地震
1960 05 22 - Chile - M 9.5 1964 03 28 - Prince William Sound, Alaska - M 9.2 2004 12 26 - Sumatra-Andaman Islands - M 9.1 2011 03 11 - East Coast of Honshu, Japan - M 9.0 1952 11 04 - Kamchatka - M 9.0 1868 08 13 - Arica, Peru (now Chile) - M 9.0
Introduction to Seismology
1. 汶川大地震概况 2008年5月12日14时28分04.0 秒，在四川汶川县发生M8.0级地震， 包括北京、上海、贵州、重庆、湖 北、湖南、江西等全国各省市均有 震感。 69227人遇难，374643人受伤， 失踪17923人。
Introduction to Seismology
昔日美丽的汶川
灾难降临
生 日命 上 午的 时 左敬 右 礼 ：
月
5 13 8
郎 铮
多 难 兴 邦
23 日
2. 汶川大地震机理
汶川大地震是青藏高原向东巨大挤压应 力持续释放的结果。 地质活动在造成青藏高原隆升的同时， 还造成了高原向东的侧向流动和挤压。四川、 鄂尔多斯地块比较稳定，深深地扎根于地球 的深部。在两个地块接触地带发生应力集中 和变形。 汶川地震就发生在这个应力活动最复杂 的的龙门山断裂带上。
青海玉树发震时刻：2010年4月1日 07:49:40 纬度：33.1°经度：96.7° 深度：33 千米震级：7.1 。
北与海西蒙古族藏族自治州为邻，东与果洛 藏族自治州相通，东南与四川省甘孜藏族自治州 毗连，南及西南同西藏自治区的昌都地区和那曲 地区交界，西北角与新疆维吾尔自治区的巴音郭 楞蒙古自治州接壤。东西长738公里，南北宽 406公里。平均海拔4000米以上，最高点6621米。 气候高寒。 行政区域划分,下辖6县：玉树县(结古镇)、杂多县 (萨呼腾镇)、称多县(周筠)、治多县(加吉博洛格 镇)、囊谦县(香达镇)、曲麻莱县(约改镇)。
灾害的特点
空旷柔底层结构破坏导致房屋倒塌：
灾害的特点
生命线工程系统破坏严重：
交通破坏 • 通讯中断 • 电网破坏
引起救灾困难
一张有意思的照片－－可以轻松一下
地震概论 Introduction to Seismology
地球与空间科学学院 赵克常
地震概论 Introduction to Seismology
青藏高原向东逃逸
盲断层
朱艾斓： 龙门山构造带中段二岩-郫县东南震源剖面（地质解释剖面据徐旭 辉，1992略改）
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The 8.0 Wenchuan EQ occurred on LongMenShan Fault, which is mostly a thrust fault produced by the eastward “escape” of the eastern Tibetan Plateau. The quake also has a strong strike slip component (mountain side sliding NE)
（一）国家台网对汶川地震实现了快速、准确测定
地震发生后，台网中心自动定位程序在 3分钟内完成快速定位，经人工核对正式报 告于10分钟完成，包括准确的震中位置和地 震震级。地震发生12分钟后，台网中心正式 向中国地震局发出报告。快速准确震源参数 的测定为党中央，国务院迅速部署抗震救灾 工作在最短的时间内提供了关键的数据。汶 川地震震源参数快速、准确测定完全得益于 国家对地震台网建设的高度重视，数字技术、 网络通信等新技术在地震学领域的应用。在 这一方面我国已经走在世界前列。
2
1
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0.1
C026
period (s)
1
10
汶川地震强震动初步分析
• 汶川地震地震动低频成分明显不如集集地震的丰富 非连续破裂效应？
汶川地震强震动初步分析
• • • 断层破裂前进方向的PGA 相对较大 断层上盘PGA（粗略地）较下盘大 一些近断层记录：竖向＞水平向
汶川地震强震动初步分析
地震概论 Introduction to Seismology
地震概论 震例分析：中国汶川大地震和日 本仙台大地震 一、中国汶川大地震
地球与空间科学学院
赵克常 2012.4.28
第10章 汶川大地震
(一) 复习：弹性回跳的基本原理 (二) 汶川大地震 (三)汶川地震强震动观测与震害调查
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• • 盆地效应 非发震断层影响
盆地效应
非发震断层
非发震断层的影响， 利用集集强震动记 录的研究结果
汶川地震强震动初步分析
• • PGA 分布与烈度分布趋势一致 地震动的空间分布异常区
地震预警的作用？
灾害的特点
地质灾害严重：
• 山坡、河岸滑坡严重 • 断层错动地表破裂及两侧 引起房屋破坏与倒塌严重
中国地震工作在汶川地震的抗震减灾工作中发挥了应有的作用
（二）汶川地震破裂过程研究正确解释了地震灾害的分布
地震破裂过程研究是理论地震学的重要内容 之一，在5•12汶川地震的抗震救灾过程中发挥了 作用，产生了社会效益。地球物理所汶川地震震 源破裂过程的研究正确地解释了宏观破坏的分布。 汶川地震发生后，根据测定的震中位置，救灾重 点放到汶川，而且在震区通信联络全部中断的情 况下，这项科研成果表示在震中东北方向还有一 个强烈的地震位错区，该项成果是在地震发生不 到24小时的13日上午就送交上级领导的，在灾害 救援的部署中发挥了重要作用。
北川县城房屋震灾特点－－滑坡影响
北川县城房屋震灾特 点－－滑坡影响
北川县城房屋震灾特点 －－振动影响
北川县城房屋 震灾特点－－ 柔底层破坏 正反两方面的 作用？
北川县城房屋震灾特点－－震害较轻的情况
大型地震滑坡特点
大型地震滑坡特点
抗震设防的效果（都江堰虹口乡 ，X－XI度区）
未抗震设防房屋
Warming-up
Multiple Choices
C people died in the earthquake in _____ A people live in the the 20th century. _____
strong earthquake zone throughout the world.
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3. 汶川大地震和唐山大地震的对比
汶川大地震是中国1949年以来破 坏性最强、波及范围最大的一次地震。 汶川地震的震级比唐山地震的震 级大，能量差三倍。 另外，汶川地震的位置也非常特 殊。唐山地震发生在中国东部，因为东 部地区延迟线比较薄，东部地震波衰减 厉害，而四川的延迟线厚，所以地震波 衰减慢。从这两个角度来说，汶川地震 造成的影响要比唐山大。
50分30秒，地处四川茂汶 县以北大约60多公里岷江 东岸的叠溪古城，在地球 剧烈颤动的一瞬间，随着 地下的隆隆巨响，消失在 高山谷地的地下深处。这 是近代地震史上著名的 7.5级叠溪大地震。
Aftershocks are active, averaging 1 per hour with
M 4 to 6 in 3 days after the main shock.
新建抗震农居
1. 汶川地震灾害调查及震害特征
2. 一些思考
汶川地震强震动初步分析
• 汶川地震地震动低频成分明显不如仙台地震的丰富 非连续破裂效应？
E N V
10
acceleration (m/s )
2
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0.1
0.01
0.1
C025
period (s)
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汶川地震
10
仙台地震
E N V
acceleration (m/s )
Introduction to Seismology
Peizhen Zhang (2003)
东亚地区水平运动速度场（王敏、沈正康等，中国科学，2003）
★
地壳强度空间分布和青藏高原地壳流动图
Royden (1996)
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破坏性地震
自从1900年以来，在青藏高 原东缘先后发生了22 次 M>7.0 级大地震。 1933年, 在汶川以北80公里 处的M7.5造成了 9000 人的 死亡，并且还堵塞了岷江 （堰塞湖）。8月25日15时
A. About 0.6 billion
B. About 24 million C. Over two million
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(一) 复习：弹性回跳的基本原理
1. 提出的背景 2. 弹性回跳的基本原理
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(1) 弹性回跳的基本原理提出的背景
Introduction to Seismology
(2) 弹性回跳的基本原理
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（二） 汶川大地震
1. 汶川大地震概况 2. 汶川大地震机理 3. 汶川大地震和唐山大地震的对比 4. 汶川大地震中出现的一些现象的解释 （1）汶川大地震震级的修订 （2）汶川大地震中其他现象的解释
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The force that produced the earthquake was originated from the northward movement of India Plate relative to Eurasia plate. The collision created World highest mountains and greatest continental earthquake activities.
弹性回跳的基本原理是目前广为接受 的地震发生的断裂破裂机制的物理学原理， 是由对1906年圣安德烈斯地震令人信服的 研究确立的。 美国科学家里德（Reid）注意到，到 1906年的50年期间断裂对面的远点移动了 3.2米，西侧向北北东方向运动。 地震前和地震后，平行于圣安德烈斯 断裂的破裂，都发生了明显的水平剪切。
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（2）汶川大地震中其他现象的解释
为什么这次大地震时，北大校 园几乎没有感觉，但是北京CBD的 人都跑出大楼，久久不敢回去? 为什么成都很近却受灾较轻?
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中国地震工作在汶川地震的抗震减灾工作中发挥了应有的作用
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3. 汶川大地震和唐山大地震的对比（续）
相比唐山大地震，汶川地震 死亡人数相对较少，主要是因为 唐山地震发震时间不同。 唐山地震主要发生在市区， 而汶川地震主要在山区或者说农 村人口密度不是很大的地方。
Introduction to Seismology
中国地震工作在汶川地震的抗震减灾工作中发挥了应有的作用
（三）以现代通信技术装备的余震观测协助实现了实时的大规模研究
汶川地震余震观测出动的流动台在数量、覆盖 的面积上都有明显的发展，但最显著的突破是流 动台、固定台的统一联网。汶川地震余震观测的 资料由于实时传输到成都和北京，就可以组织在 成都和北京的多位地震学家同时研究。使得定位 的精确度大为提高。精确的余震分布表明，汶川 地震就是映秀一北川断裂的活动，余震分布也集 中在映秀一北川断裂带上，离开这条主干断裂， 几乎就没有什么地震活动了。这一研究成果有助 于决策抢修由西部通往灾区的道路，有助于道路 抢修的工作部署。为汶川地震的抗震救灾作出了