洪海春 楊偉林 彭小波 范小平 顧勤平

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江蘇高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查與破壞原因研究

洪海春 楊偉林 彭小波 范小平 顧勤平

（江蘇省地震工程研究院，南京 210014）

江蘇高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震在極震區(qū)造成了數(shù)10間農(nóng)村民居不同程度和不同方式的破壞，出現(xiàn)人員傷亡。震后對(duì)地震災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行震害調(diào)查與破壞原因研究，典型的震害特征包括磚砌體、磚木和磚混結(jié)構(gòu)房屋局部傾倒、墻體貫通開裂、房頂瓦片掀翻和煙囪倒塌等。農(nóng)村民居遭到破壞的主要因素包括：選址不當(dāng)、施工質(zhì)量較差、砂漿強(qiáng)度不夠、缺少圈梁和構(gòu)造柱等。同時(shí)，分析了豎向地震作用和鞭梢效應(yīng)等地震效應(yīng)，討論了磚砌體和磚混結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的加固方法和改善抗震性能的構(gòu)造措施等，為農(nóng)村民居的抗震設(shè)防和減輕震害損失等提供參考。

高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震 震害調(diào)查 破壞原因 豎向地震作用 鞭梢效應(yīng)

引言

2012年7月20日20時(shí)11分在江蘇省揚(yáng)州市的高郵市、寶應(yīng)縣交界處（N33.0°，E119.6°）發(fā)生了4.9級(jí)地震，震源深度5km。地震發(fā)生時(shí)，江蘇省全省普遍有感，周邊省、市也有部分地區(qū)有感。這次地震是1990年常熟5.1級(jí)地震以來江蘇省陸地發(fā)生的最大地震，地震發(fā)生后江蘇省地震局立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，20時(shí)40分起陸續(xù)派出三支地震現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)伍趕赴震區(qū)。根據(jù)華東協(xié)作區(qū)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)方案，上海、安徽、浙江等地部分地震現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)員也在震后當(dāng)晚趕赴震害現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行了地震烈度調(diào)查、震災(zāi)評(píng)估、地震科考和流動(dòng)監(jiān)測(cè)等（洪海春等，2011）。

高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震發(fā)生在仲夏的晚上，地震時(shí)許多村民剛吃過晚飯，準(zhǔn)備洗澡、納涼或者看電視，感覺到地震后都紛紛外跑，絕大多數(shù)居民避免了被掉落塊體和倒塌墻體砸傷。根據(jù)地震災(zāi)后的調(diào)查結(jié)果，高郵、寶應(yīng)兩地共有6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi)，此次地震微觀震中位于高郵市周巷鎮(zhèn)、宏觀震中位于寶應(yīng)縣夏集鎮(zhèn)（兩地相距約8km），極震區(qū)震中烈度為Ⅵ度，地震造成1人死亡、2人受傷，數(shù)10間房屋以不同的程度和方式被破壞。這是在中強(qiáng)地震活動(dòng)背景下中強(qiáng)地震成災(zāi)的典型案例（高孟潭等，2010），從而引起省、市（縣）、鎮(zhèn)各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)和中央電視臺(tái)等新聞媒體的關(guān)注。

本文基于地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查與破壞原因研究，分析了部分農(nóng)村民居出現(xiàn)磚砌體房屋局部傾倒、墻體貫通開裂、房頂瓦片掀翻和煙囪倒塌等的典型震害特征，以及豎向地震作用和鞭梢效應(yīng)等，討論了磚砌體和磚混結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的加固方法和改善抗震性能的構(gòu)造措施等，可為農(nóng)村民居的抗震設(shè)防和減輕震害損失等提供參考。

1 地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查

高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震震害的主要特點(diǎn)為：震中區(qū)破壞較強(qiáng)烈，影響范圍較大，極震區(qū)相對(duì)集中，主要分布于高郵市周巷鎮(zhèn)和寶應(yīng)縣夏集鎮(zhèn)。應(yīng)當(dāng)說，地震災(zāi)區(qū)部分房屋沒有經(jīng)受住此次4.9級(jí)中強(qiáng)地震的考驗(yàn)（洪海春等，2011）。根據(jù)地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)評(píng)小組評(píng)定和專家鑒定：此次地震造成高郵市周巷鎮(zhèn)和寶應(yīng)縣夏集鎮(zhèn)等部分房屋開裂、局部倒塌，總體的地震損失相對(duì)較輕，對(duì)人民群眾正常生產(chǎn)生活影響較小。根據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖，高郵市的抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，而寶應(yīng)縣的抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度為0.05g（中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2001）。根據(jù)工程地質(zhì)資料顯示，受災(zāi)區(qū)域的覆蓋土層較?。s50m），其場(chǎng)地卓越周期接近于磚砌體結(jié)構(gòu)的自振周期，致使房屋晃動(dòng)比較劇烈，出現(xiàn)倒塌開裂、錯(cuò)位和少量貫穿型“X”裂縫（洪海春等，2011），個(gè)別房屋建筑破損程度屬于中等破壞，經(jīng)濟(jì)損失較大。地表沒有出現(xiàn)嚴(yán)重變形或破壞，地震裂縫、地震塌陷（形成陷坑、溶洞陷落）、砂土液化等地表變形或破壞現(xiàn)象均未明顯出現(xiàn)。

1.1 墻體局部倒塌破壞

在高郵市周巷鎮(zhèn)和寶應(yīng)縣夏集鎮(zhèn)2000年以前修建的房屋約占75%，當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)房屋以2層磚砌體結(jié)構(gòu)為主，采用混合砂漿勾縫較常見，以墻為承重主體，采用承重柱、構(gòu)造柱、圈梁等抗震措施不足，縱橫墻連接部位不牢固，房屋結(jié)構(gòu)不合理，所以抗震能力較差、出現(xiàn)局部倒塌，如圖1所示。磚砌體的抗壓強(qiáng)度隨著塊體和砂漿強(qiáng)度等級(jí)的提高而提高，而塊體的外形越規(guī)則、越平整，則砌體的抗壓強(qiáng)度越高。在地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，砌體中灰縫的厚度不夠規(guī)范，混合砂漿的厚度較大，水泥砂漿和石灰砂漿的厚度較小，這可能是房屋建筑過程中考慮經(jīng)濟(jì)因素較多造成的（混合砂漿的成本較低）。采用水泥砂漿和石灰砂漿可以改善受力特性和達(dá)到防潮要求，同時(shí)，這兩者的粘結(jié)力較大和耐久性較好。為保證磚砌體均勻受力和使砌體緊密結(jié)合，要求砌筑后灰縫飽滿，厚薄均勻，否則，磚砌體受力后容易彎曲而斷裂（彭小芹等，2002）。建筑材料和施工質(zhì)量是保證建筑物抗震性能的主要因素。在此次地震的極震區(qū)少數(shù)農(nóng)村民居墻體厚度較薄，不符合國家相關(guān)規(guī)范的要求（中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2008），導(dǎo)致墻體局部倒塌破壞。

磚砌體的抗壓性能較好，而抗剪性能較差，設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁能提高墻體和房屋的整體性。構(gòu)造柱的作用主要表現(xiàn)是增加砌體房屋的抗剪強(qiáng)度，提高墻體高厚比限值，對(duì)砌體起到約束作用，使其變形能力有較大提高。圈梁的作用主要表現(xiàn)是提高樓蓋的水平剛度，增強(qiáng)縱、橫墻的連接，減小墻體的自由長度，減輕地基不均勻沉降對(duì)房屋的影響（彭小芹等，2002）。2000年以前修建的房屋基本沒有設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，這是在中強(qiáng)破壞性地震近場(chǎng)較強(qiáng)震動(dòng)荷載作用力下，出現(xiàn)整面墻體倒塌的主要原因。然而，最近10年修建的房屋絕大多數(shù)是2層磚混結(jié)構(gòu)，部分房屋設(shè)置了構(gòu)造柱和圈梁，在此次地震后其主體結(jié)構(gòu)基本完好，未造成實(shí)質(zhì)性的損傷。

1.2 墻體開裂破壞

房屋墻體開裂破壞主要表現(xiàn)在縱橫墻連接處開裂和墻體“X”形剪切裂縫，個(gè)別甚至出現(xiàn)內(nèi)外墻體大型貫通裂縫等，如圖2所示?？v橫墻連接處未進(jìn)行特殊處理，整面墻體未設(shè)置拉結(jié)鋼筋或者拉結(jié)鐵絲網(wǎng)片的抗震構(gòu)造措施（中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2008），因此，容易產(chǎn)生墻體開裂破壞現(xiàn)象?？斩穳哂杏昧鲜?、造價(jià)低、自重輕和隔熱、隔聲性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是，在土層較厚或土質(zhì)軟弱的地基且可能引起建筑物不均勻下沉?xí)r，不宜采用空斗墻砌筑。相對(duì)實(shí)心磚墻而言，空斗墻的縱橫墻連接處抗震性能更低。縱橫墻連接處由于受到兩個(gè)水平方向和豎直方向地震力的共同作用，受力情況特別復(fù)雜，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)（彭小芹等，2002）。總體上說，空斗墻是一種非均質(zhì)砌體，堅(jiān)固性較實(shí)砌墻差，因而墻體的重要部位須砌成實(shí)體，例如：縱橫墻交接處、門窗洞口的兩側(cè)等。因此，在農(nóng)村民居砌體房屋中，應(yīng)盡量采用實(shí)心磚墻提高房屋的抗震性能。

墻體“X”形交叉斜裂縫是典型的剪切裂縫。墻體抗剪承載力不夠，地震發(fā)生時(shí)在承受水平荷載狀況下，墻體受到的剪力超過墻體的抗剪強(qiáng)度，就容易產(chǎn)生“X”形交叉斜裂縫。裂縫交叉點(diǎn)基本上在墻體中心位置，在地震荷載作用下，裂縫交叉位置出現(xiàn)貫穿情況，屬于破壞嚴(yán)重的部位（周云等，2009）。墻體“X”形剪切裂縫對(duì)墻體內(nèi)部和整體損傷較大，開裂處的磚塊被剪斷，有的磚塊劈裂、剪壓破碎，通常這類房屋可采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿灌縫，在墻體外表面裂縫處（剔除裝飾層）鋪一層鋼板網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)并抹高標(biāo)號(hào)水泥砂漿修復(fù)和加固。

在此次地震的極震區(qū)，個(gè)別磚砌體房屋出現(xiàn)垂直于墻面方向的錯(cuò)動(dòng)，其錯(cuò)距最寬處超過3cm，這使得墻體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性顯著降低，對(duì)于此類墻體應(yīng)視具體情況將其拆除重新修建。

1.3 窗間墻墻體開裂

在地震荷載作用下，極震區(qū)大部分房屋窗間墻周邊的砌體墻容易發(fā)生開裂和破壞，窗戶玻璃振裂甚至振碎，窗戶的四周出現(xiàn)裂縫且上部裂縫寬于下部裂縫，最大寬度約5cm，如圖3所示。窗間墻在地震中開裂破壞主要包括兩方面的原因：一是窗戶洞口的設(shè)置使墻體橫截面積突然減少，在地震破壞作用力下，墻體受到的剪力超過墻體的抗剪強(qiáng)度，以致產(chǎn)生不同程度的斜裂縫或水平裂縫；二是窗戶洞口上未采用鋼筋混凝土過梁或鋼筋磚過梁，有的已設(shè)置過梁，但厚度不夠或配筋不足，不能起到過梁的構(gòu)造加固作用，有的采用臥砌（眠磚）方法過梁，墻體本身強(qiáng)度較低，在地震荷載作用下，造成局部應(yīng)力集中，產(chǎn)生洞口上部、角部墻體出現(xiàn)斜裂縫（洪海春等，2011；周云等，2009）。相對(duì)而言，空斗墻的斜裂縫比實(shí)心磚墻要寬一些。

因此，對(duì)于農(nóng)村民居的窗間墻墻體要按照規(guī)范要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和施工，采用鋼筋混凝土過梁或鋼筋磚過梁。當(dāng)門窗洞口采用鋼筋磚過梁時(shí)，其縱向鋼筋配筋量、砂漿層的厚度和強(qiáng)度等級(jí)等要滿足規(guī)范要求（中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2008）。

1.4 其他破壞現(xiàn)象

除了極震區(qū)或與地震地質(zhì)環(huán)境影響有關(guān)的農(nóng)村民居破壞較重以外，按農(nóng)村民居圖集進(jìn)行正規(guī)設(shè)計(jì)、施工的房屋，均經(jīng)受住了這次地震的考驗(yàn)。土木結(jié)構(gòu)是當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)廚房、倉庫、畜棚的房屋建筑形式，少部分土木結(jié)構(gòu)為居民住宿使用（洪海春等，2011）。土木結(jié)構(gòu)建筑由木柱、木梁和墻體承重，整體性相對(duì)較差、抗震能力較弱（中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2008），在地震破壞作用下，存在墻體開裂、墻皮脫落、房屋掉土塊或者歪斜等現(xiàn)象，但木構(gòu)架基本完好、節(jié)點(diǎn)榫頭未見拔出，只是在柱角處有移位現(xiàn)象，這存在一定的安全隱患。在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下，應(yīng)盡量避免居住在土木結(jié)構(gòu)房屋內(nèi)（都昌庭等，2006）。在地震災(zāi)害較重的村鎮(zhèn)，部分房屋受到損壞，其中大多數(shù)是2000年及其以前修建的磚砌體結(jié)構(gòu)平房、少數(shù)是樓房遭到破壞。此外，部分農(nóng)村民居的天花板出現(xiàn)粉刷水泥塊體或者石灰塊體掉落（洪海春等，2011）。

2 地震效應(yīng)分析

2.1 豎向地震作用

隨著人們對(duì)地震破壞機(jī)理的深入研究和國內(nèi)外的（特）大地震的震害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)豎向地震作用不容忽視，收集到的地震動(dòng)加速度資料表明，豎向地震作用對(duì)建筑物的破壞狀態(tài)和破壞過程的影響是重要因素。當(dāng)豎向地震加速度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，豎向地震荷載與結(jié)構(gòu)自重疊加時(shí)，其最大壓力值將不在建筑物的底部而是在中上部，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)在中上部破壞（楊春田等，1993）。在高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震的極震區(qū)，少數(shù)房屋的上部破壞比下部嚴(yán)重，煙囪整體倒塌破壞，如圖4和圖5所示，這說明除水平地震作用外，對(duì)于震中地區(qū)的房屋，豎向地震作用的影響不可忽視。從近年來的國內(nèi)外震害經(jīng)驗(yàn)來看，豎向地震作用有時(shí)甚至起主要作用，此時(shí)表現(xiàn)為房屋的破壞上重下輕、煙囪整體倒塌和頂部塌落等。

在地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分農(nóng)村民居的上部結(jié)構(gòu)破壞相比下部結(jié)構(gòu)而言要更嚴(yán)重，如圖4所示。從圖4（a）中可以看出，磚混結(jié)構(gòu)房屋的上層是空斗墻，其整面墻體基本倒塌，而下層實(shí)心磚墻基本完好，墻體輕微裂縫也很少出現(xiàn)。從圖4（b）中可以看出，磚砌體結(jié)構(gòu)房屋的上部墻體較薄，但卻是實(shí)心砌筑，磚墻沿著墻厚變化的搭接部位倒塌，而下層實(shí)心墻體基本完好。同時(shí)，有部分沿街的門面房基本完好或者輕微破壞，但其上部用于安裝或者加固廣告牌匾的附屬建筑，則出現(xiàn)倒塌、開裂或者變形破壞等。在地震現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分居民家中的煙囪出現(xiàn)倒塌破壞現(xiàn)象，有的煙囪從灶臺(tái)底部至頂部整體倒塌，有的煙囪只是頂部出現(xiàn)塌落，如圖5所示。此次高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震中出現(xiàn)煙囪倒塌破壞的房屋均為附近地區(qū)上世紀(jì)90年代左右的老舊房屋或簡(jiǎn)易房屋，絕大多數(shù)為磚木結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)和理論分析結(jié)果表明，煙囪結(jié)構(gòu)的震害是由水平和豎向地面運(yùn)動(dòng)共同作用引起的，在彈性振動(dòng)階段，水平輸入地震動(dòng)應(yīng)力大于豎向地震動(dòng)應(yīng)力；但是，進(jìn)入塑性階段以至破壞階段時(shí)，由于煙囪結(jié)構(gòu)很柔，周期的延長使得豎向動(dòng)力響應(yīng)超過水平方向，使得煙囪在地震力作用下的主要破壞形式為在其中上部的拉裂和折斷（陳健云等，2005）。因此，計(jì)算高柔結(jié)構(gòu)和特定條件下某些結(jié)構(gòu)的豎向地震作用有其必要性，有利于煙囪結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。

通常情況下，位于極震區(qū)的建筑物，水平地震作用和豎向地震作用共同對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。汶川地震的震害經(jīng)驗(yàn)表明，多層房屋建筑的豎向地震效應(yīng)，要小于高聳豎筒形結(jié)構(gòu)，但水平構(gòu)件剛度偏大時(shí)，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能是不利的（曲淑英等，2001；高志兵等，2009）。豎向地震作用的破壞效應(yīng)，主要取決于結(jié)構(gòu)剛度、墻體重量和特征周期值等。結(jié)構(gòu)剛度大、墻體重量偏重、特征周期偏長，豎向地震作用的效應(yīng)越顯著，對(duì)抗震不利（劉愛文等，2006）。

2.2 地震鞭梢效應(yīng)

鞭梢效應(yīng)是指在地震作用下，高層建筑或其他建（構(gòu)）筑物頂部或突出物的振幅劇烈增大的現(xiàn)象，其發(fā)生的原因主要是由于突出物自振頻率與地面運(yùn)動(dòng)干擾頻率相等或相近（曲淑英等，2001），地震波動(dòng)過程中，建筑物在擺動(dòng)方向轉(zhuǎn)換瞬間，突出部位在慣性作用下繼續(xù)按原來運(yùn)行軌跡發(fā)展，而下部主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)朝相反的方向擺動(dòng)，突出部位形成較大的加速度，導(dǎo)致突出部分地震作用迅速增加，從而形成結(jié)構(gòu)薄弱部位。

在國內(nèi)外多次較為嚴(yán)重的破壞地震的震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，突出屋面部分的震害普遍嚴(yán)重。本文針對(duì)出屋面的建（構(gòu)）筑物的鞭梢效應(yīng)，綜合規(guī)范和震害破壞做了分析比較。在極震區(qū)有少部分房屋的屋頂邊緣或屋脊的瓦片被掀翻，如圖6所示。這是鞭梢效應(yīng)產(chǎn)生震害的典型案例，由于極震區(qū)高層或小高層建筑較少，鞭梢效應(yīng)震害多集中于低矮建筑上，地震中頂部甩動(dòng)位移過大，部分瓦片從屋頂邊緣或屋脊掉落。

總體而言，鞭梢效應(yīng)造成頂部突出物結(jié)構(gòu)破壞。當(dāng)突出部位的基本頻率與整體結(jié)構(gòu)的固有頻率接近，并與地面擾頻接近時(shí)，容易發(fā)生鞭梢效應(yīng)（曲淑英等，2001）。因此，按照相關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)，通過適當(dāng)調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度或質(zhì)量分布使突出物的基本自振頻率與整體結(jié)構(gòu)的低階頻率差值增大，可減少鞭梢效應(yīng)的影響，從而為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全提供更可靠的依據(jù)。

3 造成地震災(zāi)害的原因研究

根據(jù)地震特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，本次地震造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的主要原因?yàn)椋ǜ呙咸兜龋?010；洪海春等，2011）：①震源深度淺。地震所釋放的能量傳到地面的距離較短、地震造成的地面運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)、地震動(dòng)的持續(xù)時(shí)間較長；②部分房屋選址不當(dāng)。由于在河道、池塘和耕地附近修建的房屋建筑覆蓋土層比較軟弱，地震反應(yīng)較大而可能加重震害；③房屋建筑抗震性能較差。部分房屋建筑未采取抗震措施，房屋的結(jié)構(gòu)型式、建筑材料、砌筑方法等均不利于抗震；④防震減災(zāi)意識(shí)不強(qiáng)。極震區(qū)的抗震設(shè)防烈度較低，相關(guān)部門重視防震減災(zāi)工作程度有限，而居民的防震減災(zāi)意識(shí)也比較薄弱。

由于場(chǎng)地條件不利或者地基處理不當(dāng)（劉愛文等，2006），導(dǎo)致少部分房屋建筑發(fā)生的破壞比較嚴(yán)重。通常情況下，基巖埋深較淺的工程場(chǎng)地，上覆土層較薄，對(duì)地震波的放大作用較小，因此，地震災(zāi)害相對(duì)較輕；反之，上覆土層較厚，建筑物自振周期附近頻段的地震波的放大作用較大，地震災(zāi)害就較重（馮建林等，2007；洪海春等，2009）。在此次地震中，河道和耕地附近建筑物原本可能存在的地基不均勻沉降和變形是導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)破壞較重的主要原因，場(chǎng)地地形對(duì)地震動(dòng)的放大效應(yīng)影響也可能是重要原因。當(dāng)遭遇地震波時(shí)，場(chǎng)地對(duì)地震波具有明顯的放大效應(yīng)，可能加劇房屋地基不均勻沉降、縱橫墻開裂、墻體錯(cuò)動(dòng)等較為嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象。由于農(nóng)村居民經(jīng)費(fèi)有限，工程場(chǎng)地通常不進(jìn)行地震工程地質(zhì)條件勘測(cè)，這樣的場(chǎng)地其地基和基礎(chǔ)存在一定的安全隱患，農(nóng)村民居的安全性難以得到保證（馮建林等，2007；洪海春等，2009）。因此，在農(nóng)村民居選址時(shí)，應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地條件勘察，宜選擇對(duì)建筑抗震有利的地段、避開不利地段，為農(nóng)村民居建設(shè)選址、確定抗震目標(biāo)等提供依據(jù)（馮建林等，2007；洪海春等，2009）。

在地震發(fā)生時(shí)，豎向地震作用和鞭梢效應(yīng)有時(shí)是近場(chǎng)區(qū)房屋破壞的主要因素，應(yīng)使房屋的結(jié)構(gòu)型式、布置方式、結(jié)構(gòu)反應(yīng)和動(dòng)力特性等有利于提高其抗震性能（高志兵等，2009），剛度突變、附屬建筑突出等容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致地震荷載作用下房屋破壞。在地震災(zāi)后農(nóng)村民居的加固、修建以及新建民居的設(shè)計(jì)、施工中，要盡可能弱化豎向地震作用和鞭梢效應(yīng)的不利作用。

（4）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的威脅。以轉(zhuǎn)基因大豆為例，其可能會(huì)給生物資源以及生態(tài)系統(tǒng)造成一定的風(fēng)險(xiǎn)，影響生物的多樣性，或者引起耐除草劑雜草的蔓延等。

農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，農(nóng)村民居納入規(guī)范建設(shè)管理較少，導(dǎo)致農(nóng)村民居抗震能力較低。摒棄在房屋建設(shè)過程中要求跨度大、開間寬、層數(shù)高的陋習(xí)，同時(shí)，在裝修上盡量減少支出，將有限的經(jīng)費(fèi)用于提高抗震性能的構(gòu)造措施上（洪海春等，2009）。一般而言，在農(nóng)村民居建設(shè)過程中，較少使用抗震設(shè)計(jì)圖集，在農(nóng)村工匠帶領(lǐng)下由親戚朋友幫助建筑房屋，施工隊(duì)伍技術(shù)水平較低，施工質(zhì)量難以保證。但是，近10年來修建的磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)房屋在這次地震中大多數(shù)基本完好，表現(xiàn)出了較好的抗震性能。

4 結(jié)論

（1）結(jié)合相關(guān)規(guī)范，適當(dāng)開展場(chǎng)地條件勘察，為農(nóng)村民居建設(shè)選址、合理提高抗震能力等提供依據(jù)。在農(nóng)村民居建設(shè)選址時(shí)，要盡量避開地震活動(dòng)斷裂、抗震不良場(chǎng)地和沉降、塌陷等災(zāi)害易發(fā)地段。同時(shí)，征求相關(guān)部門的建議和意見，確保有利的場(chǎng)地可以有效地緩解地震波的破壞作用。

（2）部分房屋墻體厚度不夠，施工質(zhì)量較差、砂漿強(qiáng)度不夠、缺少圈梁和構(gòu)造柱等構(gòu)造措施。因此，應(yīng)嚴(yán)格按照鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村建筑抗震有關(guān)技術(shù)規(guī)定、政府核準(zhǔn)的圖集等進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，改善房屋抗震性能。

（3）在農(nóng)村民居磚砌體房屋中，應(yīng)盡量減少空斗墻并采用臥砌（眠磚）的砌筑方法，建議推廣使用實(shí)心磚墻提高房屋的抗震性能。

（4）當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居民應(yīng)改變煙囪修建較高的建筑習(xí)慣，在盡可能低的位置條件下，推薦先砌筑一段煙囪再采用管道將廚房煙霧排出。

（5）震害調(diào)查和研究表明，宣傳防震減災(zāi)科普知識(shí)和抗震設(shè)防技術(shù)方法，提高廣大農(nóng)民群眾的防震減災(zāi)意識(shí)，可避免人員傷亡和減少財(cái)產(chǎn)損失。

致謝：感謝中國地震局華東協(xié)作區(qū)現(xiàn)場(chǎng)指揮部的領(lǐng)導(dǎo)和專家等提供的幫助。本文部分資料來源于江蘇省防震減災(zāi)信息網(wǎng)和媒體報(bào)道。

都昌庭，李文巧，盧寧等，2006. 2006年青海玉樹5.0、5.6、5.4級(jí)地震災(zāi)害損失及震害特點(diǎn). 震災(zāi)防御技術(shù)，1（4）：371—377.

馮建林，李德慶，秦建增等，2007. 河南范縣4.7級(jí)地震的啟示. 震災(zāi)防御技術(shù)，2（4）：432—433.

高孟潭，肖和平，燕為民等，2010. 中強(qiáng)地震活動(dòng)地區(qū)地震區(qū)劃重要性及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展. 震災(zāi)防御技術(shù)，3（1）：1－7.

高志兵，陶小三，孔建國等，2009. 北川縣城汶川地震震害特征及其成因探討. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，29（1）：114－118.

洪海春，楊偉林，黃偉生等，2009. 江蘇省農(nóng)村民居抗震措施與加固方法研究. 震災(zāi)防御技術(shù)，4（2）：223－232.

洪海春，侯康明，譚慧明等，2011．安徽安慶4.8級(jí)地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查啟示與震害特征分析. 震災(zāi)防御技術(shù)，6（4）：471－477.

劉愛文，常寶林，李雨生等，2006．2006年7月4日河北省文安5.1級(jí)地震震害分析. 震災(zāi)防御技術(shù)，1（3）：278－282.

彭小芹，馬銘彬，2002．土木工程材料. 重慶：重慶大學(xué)出版社.

曲淑英，王心健，曲乃泗等，2001．結(jié)構(gòu)的鞭梢效應(yīng)分析. 煙臺(tái)大學(xué)學(xué)報(bào)，14（1）：55－59.

楊春田，于淑琴，1993. 豎向地震作用對(duì)震害的影響. 建筑結(jié)構(gòu)，（7）：25－30.

周云，鄒征敏，張超等，2009. 汶川地震砌體結(jié)構(gòu)的震害與改進(jìn)砌體結(jié)構(gòu)抗震性能的途徑和方法. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，29（1）：109－113.

中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)，2001．中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB 18306-2001）. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2008．鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村建筑抗震技術(shù)規(guī)程（JGJ 161-2008）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社.

Field Investigation and Research on Damage Cause of Gaoyou-Baoying4.9 Earthquake in Jiangsu Province

Hong Haichun, Yang Weilin, Peng Xiaobo, Fan Xiaoping and Gu Qinping

（Institute of Earthquake Engineering of Jiangsu Province, Nanjing 210014, China）

2012 Gaoyou-Baoying4.9 earthquake in Jiangsu province caused various damages involving tens of rural buildings, and seismic casualty is appeared in meizoseismic area. Based on the field investigation and research on damage post-earthquake, we found that the typical damage characteristics mainly includes local collapse of brick masonry, brick woodand brick concrete structure, through fracture of wall，tiles of roof tilting, and chimney collapse. The main factors causing the damage of the rural buildings are improper construction site, poor qualities of the buildings, inadequate mortar strength, and lack of ring beam and constructional column. Meanwhile, the seismic effect of vertical seismic action and whipping effect are analyzed. Bothseismic design reinforced methods of brick masonry and concrete structure and constitution in order to improve anti-seismic capacity for rural buildings are discussed. Finally, our results can offer reference to the earthquake fortification and the reduction of damage loss.

Gaoyou-Baoying4.9 earthquake; Field damage investigation; Damage cause; Vertical seismic action; Whipping effect

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（51208234）；中國地震局地震科技星火計(jì)劃青年項(xiàng)目（XH12021Y）

2013-03-28

洪海春，男，生于1977年。博士，高級(jí)工程師。主要從事地震巖土工程、地震災(zāi)害預(yù)防和地震應(yīng)急救援方面的研究。E-mail: haichunhong@126.com

洪海春，楊偉林，彭小波，范小平，顧勤平，2013．江蘇高郵、寶應(yīng)4.9級(jí)地震現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查與破壞原因研究．震災(zāi)防御技術(shù)，8（3）：283—291.