2008年汶川地震造成北川老县城15000多人死亡,幸存下来的完整家庭不到10%(据百度百科),是汶川地震受灾最为严重的地区之一。
北川老县城并不偏远,其在绵阳市区西北方向,距市区约60公里。
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县城位于山间谷地,湔江(俗称:通口河)穿城而过,县城海拔约640米,两侧高山的相对落差超过300米,且坡度很陡,极易发生滑坡灾害。
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汶川地震发生后,县城内大量房屋倒塌,并且地震造成了巨大体量的滑坡,又进一步加剧灾害。
汶川地震之前的北川县城:
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汶川地震之后的北川县城:
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地震造成的滑坡还阻断了湔江,在北川老县城上游约4公里处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,北川老县城遗址:
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未倒塌的建筑
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可见,未倒塌的房屋底层都有很多小房间,换言之,支撑柱多。
笔者是地震工程的外行,还望更多地震工程从业者在评论区多多分析这些建筑未遭受严重破坏的原因。
倒塌的建筑
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受灾如此严重,笔者第一反应:断层穿过县城了吗?
笔者回来后,请教相关同事,发现发震断层并未直接穿过断层,而在县城南边的半山腰。
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据(李海兵等,2009)
但是,破裂在北川到达地表,并且错动量巨大,最大可达10米。
换言之,破裂传播到此处时,错动导致断层两侧一下就有三层楼高度的落差。
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据(李海兵等,2009)
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据(李海兵等,2009)
如上图所示:地震前处于同一平面的两房屋地基面,被断裂陡坎错开约9.5 米的高差。
为什么此处地表破裂如此巨大?
从全局视角看:破裂在到达北川前,在高川附近经历了一个大拐弯。
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据(李海兵等,2009)
汶川地震水平位移
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据徐锡伟教授主编的汶川8.0级地震地表破裂图集
汶川地震垂向位移
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据徐锡伟教授主编的汶川8.0级地震地表破裂图集
这一“大拐弯”构造是否是导致北川老县城遭受极端破坏的关键因素呢?
朱守彪和袁杰 (2018)通过二维数值模拟研究表明,正是由于这一“大拐弯”,破裂在经过此处后,由亚剪切破裂转换成了超剪切破裂,大大加剧了北川老县城的受灾程度。
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据朱守彪和袁杰 (2018)
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据朱守彪和袁杰 (2018)
虽然二维模型相对比较简单,但其结果说明了复杂的断层几何对大地震破裂动力学过程的显著影响。
参考资料:
李海兵, 司家亮, 付小方, 邱祝礼, 李宁, 裴军令, ... & 吴富峣. (2009). 2008 年汶川地震同震滑移特征、 最大滑移量及构造意义.第四纪研究,29(3), 387-402.
5·12汶川8.0级地震地表破裂图集,徐锡伟主编,地震出版社,2009年
朱守彪, & 袁杰. (2018). 2008 年汶川大地震中北川地区极重震害的物理机制研究.地球物理学报,61(5), 1863-1873.
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