一定大小的地震都會(huì)在震中及其附近地區(qū)造成各種即使不用專門儀器，僅憑人的感官就能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為地震的宏觀現(xiàn)象。地震宏觀現(xiàn)象一般可分四類：人的感 覺(jué)，物體的反應(yīng)，地表破壞，以及房屋等各類結(jié)構(gòu)物的破壞等。顯然，地震大小不同，這四類宏觀現(xiàn)象出現(xiàn)的范圍、強(qiáng)烈的程度也不相同。地震引起這些宏觀現(xiàn)象主 要是由于破裂與震動(dòng)兩種因素。一般說(shuō)來(lái)，這兩種因素只在震中及一定范圍里起作用。上述宏觀現(xiàn)象，尤其是后兩類破壞現(xiàn)象只在較小的范圍里出現(xiàn)。但是，某些巨 大地震的發(fā)生，也會(huì)在兩三千千米外，由于長(zhǎng)周期面波的共振作用，造成湖面波動(dòng)等現(xiàn)象。2001年昆侖山口西8.1級(jí)和2004年印尼蘇門答臘9.0級(jí)地震時(shí)，都曾有很遠(yuǎn)的老鄉(xiāng)反映，當(dāng)?shù)氐暮?、池塘或水?kù)的水面無(wú)風(fēng)起浪，并被媒體廣泛報(bào)道。海嘯也可能是特定條件下的海洋地震所伴隨的一種宏觀現(xiàn)象。印尼蘇門答臘9.0級(jí)地震引起的海嘯沖擊了印尼、斯里蘭卡、印度、泰國(guó)、孟加拉國(guó)、馬爾代夫、索馬里、馬來(lái)西亞、緬甸、坦桑尼亞、塞舌爾、肯尼亞等印度洋及其沿岸十幾個(gè)國(guó)家，死亡28萬(wàn)人，災(zāi)情慘烈，震驚世界。本講將先介紹大陸地震四類基本的宏觀現(xiàn)象，重點(diǎn)是后兩類宏觀破壞現(xiàn)象。然后，介紹一些有關(guān)地震海嘯和巨大遠(yuǎn)震引起的湖面波動(dòng)的知識(shí)。
4.1 人的感覺(jué)
早期的地震科普材料上往往說(shuō)，3級(jí)以上地震人們才會(huì)有感。在過(guò)去的幾十年里，人們碰到很多2級(jí)左右地震就有人感覺(jué)到的例子。這也許是因?yàn)槲覈?guó)各級(jí)政府成立地震工作機(jī)構(gòu)，研究和關(guān)心地震的人越來(lái)越多，能夠發(fā)現(xiàn)的有感現(xiàn)象也越來(lái)越多的緣故。一些水庫(kù)蓄水后，有一些1級(jí)多地震，人也會(huì)感覺(jué)到震動(dòng)。
人對(duì)地震的感覺(jué)往往有三種途徑：一是通過(guò)坐著的凳椅、站立的地面或躺著的床鋪直接感覺(jué)到振動(dòng)；二是看見(jiàn)周圍的物體，尤其是吊掛的電燈與某些容易晃動(dòng)的物體在振動(dòng)；三是聽(tīng)到周圍某些物體振動(dòng)的聲音。
每 一個(gè)人對(duì)振動(dòng)感覺(jué)的靈敏程度是不一樣的。對(duì)振動(dòng)感覺(jué)靈敏程度一樣的人，地震時(shí)，在樓上、在地面或在井下，感覺(jué)也是不一樣的。在樓上的感覺(jué)強(qiáng)，在地面的次 之，在井下的弱。關(guān)于地震有感強(qiáng)弱程度，通?？煞譃椋簾o(wú)感，有感，明顯有感，強(qiáng)烈有感，驚恐，站立不穩(wěn)，摔倒等。描述一次地震有感強(qiáng)度還必須注意有這種感 覺(jué)的人的多寡：個(gè)別，少數(shù)，多數(shù)，大多數(shù)，普遍等。對(duì)于所感覺(jué)到震動(dòng)的性質(zhì)也有上下顛簸、水平搖擺等不同。水平搖擺還可分出具體的方向。
有感范圍與地震大小有關(guān)。地震越大，有感范圍越大。例如，1973年2月6日爐霍7.6級(jí)地震時(shí)，筆者正在距震中約370千米的成都，周圍少數(shù)人有感。據(jù)報(bào)道，1976年7月28日唐山7.8級(jí)地震，不僅震撼冀東，殃及京津，而且有感范圍波及遼、晉、豫、魯、內(nèi)蒙等14個(gè)省、市、自治區(qū)，范圍更大。
有感程度與有感范圍還與震源深度有關(guān)。震源越淺，地面上越容易感覺(jué)到輕微的震動(dòng)。前面講到有些1級(jí)多水庫(kù)誘發(fā)地震會(huì)有感，可能就與震源淺有關(guān)?？墒?，對(duì)于較強(qiáng)的地震來(lái)說(shuō)，震源深，震中的破壞不重，有感范圍卻很大。例如，1999年4月8日吉林琿春－汪清一帶發(fā)生7.0級(jí)深震，震源深度達(dá)540千米，東起中朝邊境的圖們、丹東，西迄內(nèi)蒙自治區(qū)開(kāi)魯、庫(kù)倫，北至黑龍江省的大慶、佳木斯，南達(dá)河北省的承德、秦皇島，均有不同程度的震感，有感面積約45萬(wàn)平方千米。
4.2 物體的反應(yīng)
當(dāng)?shù)卣鸩缓軓?qiáng)，或者雖然地震很強(qiáng)， 但距離較遠(yuǎn)，房屋及各種結(jié)構(gòu)物還不會(huì)被破壞，室內(nèi)外各種物體卻可能出現(xiàn)反應(yīng)。如桌上、柜架上擺著的小用品，堆放的書(shū)籍，地上放置的家用品，墻上和天花板上 掛的燈具與裝飾品在地震時(shí)都可能搖擺、移動(dòng)、墜落或翻倒。器皿中的液體也可能振蕩和溢出。尤其是底面積小、重心高的物體容易翻倒，懸掛不牢的裝飾品容易墜 落。物體反應(yīng)程度可以反映震動(dòng)強(qiáng)弱，也可用來(lái)分析振動(dòng)的一些特性。如桌面上茶杯在原處上下跳動(dòng)，說(shuō)明震動(dòng)是垂直向的。物體傾倒方向也許可用來(lái)判斷水平向震 動(dòng)的方向。
4.3 地表破壞
地震可能在震中區(qū)造成地裂縫、崩塌、滑坡、泥石流以及鼓包、噴水冒砂等地表破壞現(xiàn)象。
4.3.1地裂縫
地震在地球表面造成的各種裂縫都是地震地裂縫。當(dāng)?shù)卣鹆叶冗_(dá)Ⅳ度，在河岸和松軟土上就可能出現(xiàn)細(xì)小裂縫，地震越大，可能造成的地裂縫規(guī)模越大。在第一講曾給出2001年昆侖山口西8.1級(jí)地震巨大地裂縫的照片，介紹過(guò)這次大地震的地裂縫從東到西長(zhǎng)達(dá)420千米。還提到，2004年印度洋9.0級(jí)特大地震在海底造成的地裂縫長(zhǎng)1200千米。1970年通海7.7級(jí)地震和1973年?duì)t霍7.6級(jí)地震的地裂縫分別長(zhǎng)60和90千米。圖4-1是1981年1月24日四川道孚6.9級(jí)地震在溝普附近的地裂縫照片，道孚地震的地裂縫帶沿鮮水河斷裂全長(zhǎng)約44千米。某些5級(jí) 左右地震在地面上造成的地裂縫很細(xì)小，只有幾米到幾十米長(zhǎng)，幾毫米到幾厘米寬。不過(guò)，地震地裂縫的規(guī)模不只與地震大小有關(guān)，還與地表情況、錯(cuò)動(dòng)特征等因素 有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，在我國(guó)西部高原山區(qū)，斷層出露較好，發(fā)生強(qiáng)震造成的地裂縫也往往規(guī)模較大，清晰可見(jiàn)。而在華北平原地區(qū)，地表土壤覆蓋很厚，斷層常常被掩 蓋，發(fā)生強(qiáng)震的地裂縫也常常不如西部的發(fā)育。唐山7.8級(jí)大地震的地裂縫只有8千米長(zhǎng)，30米寬，就是一個(gè)很典型的例子。
圖4-1 1981年道孚6.9級(jí)地震溝普附近的地裂縫
從上述幾張照片，讀者可能已經(jīng)看到，地震地裂縫不是像刀切的那樣，筆直的一條縫，而往往有一定寬度，由若干方向略有不同，破裂性狀也有所不同的地裂縫組成的，總體上有一定走向，表現(xiàn)出統(tǒng)一的力學(xué)性質(zhì)的巨型破裂帶。如2001年昆侖山口西8.1級(jí)地震的地表破裂帶總體上走向北西西具有左旋走滑為主的運(yùn)動(dòng)特征。它由一系列走向北西北西西壓剪性裂縫、北東45～50的張性裂縫、北東60～75的張剪性裂縫、北西向鼓包和裂陷坑等斜列組合而成，最寬處寬達(dá)600米。如果把一些次生破裂都計(jì)算在內(nèi)，這條破裂帶影響寬達(dá)2～6千米。有興趣的讀者可進(jìn)一步瀏覽中國(guó)地震局編輯出版的《中國(guó)昆侖山口西8.1級(jí)地震圖集》，該圖集收集有大量實(shí)拍地裂縫照片和簡(jiǎn)要說(shuō)明，本講有關(guān)這次8.1級(jí)地震的資料均取自該圖集。
上面舉的這些例子說(shuō)到的地裂縫都是構(gòu)造地裂縫，它們是這些強(qiáng)震的地震斷層在地表的反映，不受地形的影響。有時(shí)還可看到另一類受地形、土質(zhì)等局部因素影響的非構(gòu)造裂縫。它們大多沿山坡邊緣、河岸邊坡、或古河道展布。圖4-2是2003年8月18日西藏波密南5.7級(jí)地震時(shí)，在公路邊沿的山坡出現(xiàn)的地裂縫。該地裂縫距震中30千米，在Ⅵ度區(qū)，是地震時(shí)出現(xiàn)的，但它受地形控制，由地震與重力共同作用形成。
圖4-2 2003年8月18日西藏波密南5.7級(jí)地震時(shí)出現(xiàn)的非構(gòu)造地裂縫
4.3.2 崩塌、滑坡與泥石流
崩塌 陡坡上的巖體或土體在重力作用下，突然發(fā)生急劇的向下崩落、滾落，叫做崩塌。高峻的陡坡往往會(huì)有與邊坡平行的張性垂直裂隙，地下水浸入，加深風(fēng)化，削弱聯(lián)結(jié)力，處于危險(xiǎn)狀態(tài)。不僅強(qiáng)烈的地震會(huì)造 成崩塌，而且，暴雨、融雪、爆破或其他人為不當(dāng)截坡都可能造成崩塌。發(fā)生在山地的大規(guī)模崩塌也稱山崩，有的地方，老鄉(xiāng)也叫山剝皮。大地震剛發(fā)生不久， 在震中附近的高山峻嶺，特別是缺少植被、風(fēng)化嚴(yán)重的陡崖上，常?？梢钥吹竭@種山剝皮的情景。圖4-3給出了一張地震崩塌的實(shí)際照片。這種情況發(fā)生在冰雪中，也稱冰崩或雪崩。
圖4-3 2001年11月14日昆侖山口西8.1級(jí)地震在雪月山北造成的山體崩塌
滑坡與泥石流斜坡上巖體或土體在重力作用及水的參與下，沿著一定的滑動(dòng)面整體下滑的現(xiàn)象稱滑坡。泥石流是斜坡上的厚層風(fēng)化土石被水浸潤(rùn)飽和后，在重力作用下，往斜坡下緩慢（有時(shí)迅速）流動(dòng)的現(xiàn)象。前者強(qiáng)調(diào)巖體 或土體沿著滑動(dòng)面做整體下滑，后者強(qiáng)調(diào)風(fēng)化土石被水浸潤(rùn)飽和后往斜坡下流動(dòng)，兩者是有區(qū)別的。它們又是相近的山地災(zāi)害，有時(shí)還會(huì)相伴發(fā)生?；屡c泥石流的 形成必須具備地貌斜坡、巖性疏松、結(jié)構(gòu)多裂隙以及富含水等基本條件。地震引起這類不穩(wěn)定邊坡的土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，或使土層液化，誘發(fā)滑坡與泥石流發(fā)生，或 震動(dòng)使老滑動(dòng)面松動(dòng)，促使老滑坡再活動(dòng)。當(dāng)然，暴雨、過(guò)度開(kāi)挖邊坡等都會(huì)促使滑坡的發(fā)生。不幸的是，大地震前后，往往下大雨，這就更容易出現(xiàn)滑坡、泥石流 災(zāi)害。圖4-4為2001年昆侖山口西8.1級(jí)地震在5515高地南西斜坡造成的滑坡。圖4-5為1976年四川松潘、平武7.2級(jí)地震在松潘縣小河區(qū)造成的泥石流的情景。
圖4-4 2001年昆侖山口西8.1級(jí)地震在
5515高地南西斜坡造成的滑坡
圖4-5 1976年松潘、平武7.2級(jí)地震在小河區(qū)造成的泥石流
4.3.3鼓包、地陷與噴水冒砂
鼓包與地陷在大地震的破裂帶中可能出現(xiàn)擠壓性質(zhì)的鼓包和拉張性質(zhì)的塌陷。圖4-6是昆侖山口西8.1級(jí)地震在五雪峰西北造成的長(zhǎng)達(dá)120米，寬8～25米，高3米的鼓包。圖4-7為這些鼓包之間的塌陷，長(zhǎng)達(dá)80～100米，寬8～25米，深1～2米。
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圖4-6 昆侖山口西8.1級(jí)地震在五雪峰西北造成的鼓包
圖4-7 昆侖山口西8.1級(jí)地震五雪峰西北造成的塌陷
這類現(xiàn)象也不是昆侖山口西8.1級(jí)地震所特有的，以往的強(qiáng)震現(xiàn)場(chǎng)也常見(jiàn)。如1973年?duì)t霍7.6級(jí)地震就有凍土層受擠壓而被推覆（圖4-8），以及形成鼓包（圖4-9）的情況。
圖4-8 爐霍7.6級(jí)地震時(shí)爐霍縣城附近凍土層受擠壓而被推覆
圖4-9 爐霍7.6級(jí)地震時(shí)爐霍縣俄米西南出現(xiàn)的鼓包
又如1975年2月4日遼寧海城7.3級(jí)地震時(shí)，臺(tái)安縣高力房公社棗木大隊(duì)公路旁水溝里的冰層與上覆積雪也被擠壓成鼓包等各種形態(tài)（圖4-10）。
圖4-10 海城7.3級(jí)地震時(shí)，臺(tái)安縣公路旁水溝里的冰層與上覆積雪被擠壓的各種形態(tài)
噴水冒砂在地下水位較高的地方，地震的強(qiáng)烈震動(dòng)會(huì)使含水粉細(xì)砂層液化，地下水夾帶砂子經(jīng)裂縫或其他通道噴出地面，形成噴水冒砂現(xiàn)象。在高寒地區(qū)，地震噴水冒砂孔可能形成冰錐。圖4-11和圖4-12分別是爐霍7.6級(jí)與昆侖山口西8.1級(jí)地震形成的噴水冒砂及冰錐照片。
圖4-11 爐霍7.6級(jí)地震在蝦拉沱鮮水河沙灘上形成的噴水冒砂孔
圖4-12 昆侖山口西8.1級(jí)地震庫(kù)賽湖嘴西由噴水冒砂形成的冰錐
4.4 房屋等各類結(jié)構(gòu)物的破壞
強(qiáng) 烈地震造成房屋、構(gòu)筑物、橋、壩、路堤等各類結(jié)構(gòu)物破壞是造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的直接原因，因此，它是最重要的地震宏觀現(xiàn)象之一。房屋等各類結(jié)構(gòu)物的破 壞不但與地震的強(qiáng)弱有關(guān)，而且與房屋等結(jié)構(gòu)物本身的抗震性能有關(guān)。房屋等結(jié)構(gòu)物的抗震性能取決于建筑材料、結(jié)構(gòu)類型和施工質(zhì)量等多種因素。人們?cè)诘卣瓞F(xiàn)場(chǎng) 看到的結(jié)構(gòu)物的破壞現(xiàn)象是這兩類因素綜合作用的結(jié)果。
在地震現(xiàn)場(chǎng)看到房屋等各類結(jié)構(gòu)物的破壞，各式各樣，很難找到兩棟建筑物破壞倒塌得一模一樣。但分析它們?cè)馐艿卣鹌茐牡臋C(jī)理，無(wú)非兩類：結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞和地基失效。也有專家把結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞又分兩種：承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，承受不住過(guò)大的變形而造成破壞和結(jié)構(gòu)喪失整體性而造成的破壞。下面用一些實(shí)例來(lái)介紹這幾類破壞情況：
4.4.1承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，承受不住過(guò)大的變形而造成破壞
在地震現(xiàn)場(chǎng)看到墻體開(kāi)裂或坍塌，鋼筋混凝土柱剪斷或混凝土被壓酥裂，以及由此引起建筑物倒塌。煙囪折斷和錯(cuò)位，水塔筒身嚴(yán)重裂縫，橋面塌落等現(xiàn)象均屬此類。圖4-13是唐山地震時(shí)，開(kāi)灤礦務(wù)局十七村直屬機(jī)關(guān)俱樂(lè)部受破壞的照片。該建筑為磚柱承重，木屋架結(jié)構(gòu)的房屋。地震時(shí)，磚墻倒塌，木屋架基本完好。圖4-14為唐山市河北省礦業(yè)學(xué)院圖書(shū)館遭破壞的照片。三層高的閱覽室，裝配式框架結(jié)構(gòu)，西頭倒毀，東頭框架幸存。圖4-15為唐山市文化路青年宮地震倒塌的照片。該建筑為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，7.8級(jí)主震時(shí)倒塌一層，7.1級(jí)強(qiáng)余震時(shí)除四根門柱外，全部坍塌。
圖4-13 開(kāi)灤礦務(wù)局十七村直屬機(jī)關(guān)俱樂(lè)部遭受唐山地震破壞的情景
圖4-14 唐山市河北省礦業(yè)學(xué)院圖書(shū)館遭破壞的照片
圖4-15 唐山市文化路青年宮地震倒塌的照片
圖4-16和圖4-17分別是唐山地震時(shí)倒塌的水塔和錯(cuò)斷的煙囪照片。漢沽天津旭日化工廠的水塔高26米，底座為磚結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)水池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地震時(shí)折斷倒塌。三河縣化肥廠鍋爐房高37米的磚煙囪，在上部10米處震斷，并傾斜。
圖4-16 漢沽天津旭日化工廠的水塔在唐山地震時(shí)倒塌
圖4-17 三河縣化肥廠鍋爐房的磚煙囪被唐山地震震斷并傾斜
4.4.2結(jié)構(gòu)喪失整體性而造成的破壞
這是指在地震時(shí)構(gòu)件本身并未被破壞，而由于連接點(diǎn)強(qiáng)度不足，延性不夠，錨固質(zhì)量差等因素使結(jié)構(gòu)喪失整體性而造成的破壞。
從圖4-18可以看到，1975年2月4日遼寧海城7.3級(jí)地震時(shí)，營(yíng)口市中板廠機(jī)修車間的屋頂幾乎全部震落，毀壞了各種設(shè)備，但周邊的鋼架并未破壞。圖4-19展示唐山地震時(shí)唐山冶金礦山機(jī)械廠鑄鋼車間屋蓋大面積塌落，情況與圖4-18十分相像。
圖4-18 遼寧海城7.3級(jí)地震時(shí)，營(yíng)口市中板廠機(jī)修車間的屋頂震落
圖4-19 唐山地震時(shí)唐山冶金礦山機(jī)械廠鑄鋼車間屋蓋大面積塌落
建筑工程結(jié)構(gòu)實(shí)際的地震破壞常常是十分復(fù)雜的，有時(shí)兼具上述兩類特征。例如，有時(shí)由于底層結(jié)構(gòu)折斷或者底層空曠結(jié)構(gòu)框架被破壞導(dǎo)致整個(gè)大樓傾斜或下沉，上部卻沒(méi)有明顯破壞。圖4-20為1999年9月21日臺(tái)灣南投7.6級(jí)地震時(shí)，一幢大樓因框架底層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接處折斷而導(dǎo)致整個(gè)大樓傾倒。圖4-21是1999年8月17日土耳其伊茲米特7.8級(jí)地震時(shí)，一棟大樓底層空曠結(jié)構(gòu)破壞使得整個(gè)大樓下坐的照片。還有中間某一層結(jié)構(gòu)薄弱被錯(cuò)平或壓扁的情況。日本阪神地震時(shí)就有12棟大樓，因中間某層結(jié)構(gòu)薄弱被壓垮或錯(cuò)平。圖4-22就是其中一例，8層市政府辦公樓2號(hào)館的第6層被錯(cuò)平。阪神地震現(xiàn)場(chǎng)還有框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)壓餅式破壞的情景，見(jiàn)圖4-23。
圖4-20 臺(tái)灣南投7.6級(jí)地震時(shí)，一幢大樓因框架底層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接處折斷而導(dǎo)致整個(gè)大樓傾倒
圖4-21 土耳其7.8級(jí)地震時(shí)，一棟大樓底層空曠結(jié)構(gòu)破壞使得整個(gè)大樓下坐
圖4-22 日本阪神地震時(shí)，市政府辦公樓2號(hào)館第6層被錯(cuò)平
圖4-23 日本阪神地震時(shí)，一棟框架結(jié)構(gòu)大樓遭受壓餅式破壞
4.4.3地基失效引起的破壞
地基失效破壞是指由于地震時(shí)斷層錯(cuò)斷或強(qiáng)烈震動(dòng)引起地基承載能力下降，甚至喪失而造成的多種破壞。
在震中區(qū)，坐落在斷層上的房屋或其他建筑物、構(gòu)筑物可能由于地震錯(cuò)斷被撕裂，破壞格外嚴(yán)重。前面介紹過(guò)昆侖山口西8.1級(jí)和印尼蘇門答臘9.0級(jí)大地震的地裂縫帶長(zhǎng)達(dá)幾百到1千多千米。幸好這兩次大地震的地裂縫在無(wú)人煙的山區(qū)或海底，否則，上面的建筑物可遭殃了。這里給出幾張1999年臺(tái)灣集集地震時(shí)斷層通過(guò)處的破壞照片。臺(tái)灣臺(tái)中醫(yī)專在斷層上的房屋倒塌，后側(cè)抬高1.5米（圖4-24）。南投霧峰國(guó)立小學(xué)操場(chǎng)被錯(cuò)斷，東側(cè)抬高了2米（圖4-25）。集集鐵路被斷層錯(cuò)動(dòng)而拱起2.4米（圖4-26）。臺(tái)中縣大家溪水庫(kù)的大壩被錯(cuò)斷，南段抬高9米（圖4-27）。名間通往竹山的名竹大橋，地震時(shí)開(kāi)膛破肚（圖4-28），橋北側(cè)受斷層作用，至少九個(gè)橋面如骨牌樣墜入河床，其余橋面也明顯錯(cuò)裂（圖4-29）。
圖4-24 臺(tái)灣集集地震時(shí)臺(tái)中醫(yī)專在斷層上的房屋倒塌，后側(cè)抬高1.5米
圖4-25 臺(tái)灣集集地震時(shí)，南投霧峰國(guó)立小學(xué)操場(chǎng)被錯(cuò)斷
圖4-26 臺(tái)灣集集地震時(shí)，集集鐵路被斷層錯(cuò)動(dòng)而拱起2.4米
圖4-27 臺(tái)灣集集地震時(shí)，臺(tái)中縣大家溪水庫(kù)的大壩被錯(cuò)斷，南段抬高9米
圖4-28 臺(tái)灣集集地震時(shí)，名間通往竹山的名竹大橋開(kāi)膛破肚
圖4-29 臺(tái)灣集集地震時(shí)，名竹大橋北側(cè)受斷層作用，至少九個(gè)橋面如骨牌樣墜入河床，其余橋面也明顯錯(cuò)裂。
圖4-30是一張1999年8月7日土耳其伊茲米特7.8級(jí)地震錯(cuò)斷水泥涵管的照片。水泥涵管被地震斷層右旋水平錯(cuò)開(kāi)3.5米，垂直錯(cuò)距0.6米。
圖4-30 土耳其伊茲米特7.8級(jí)地震錯(cuò)斷水泥涵管
地震時(shí)，坐落在滑坡體上的建筑物、構(gòu)筑物也會(huì)毀壞。
圖4-31是1994年美國(guó)洛杉磯北嶺6.8級(jí)地震的滑坡體上房屋倒毀的照片。
圖4-31 美國(guó)洛杉磯北嶺地震的山體滑坡及房屋毀壞
地下水位較高的砂土地區(qū)在地震瞬間喪失強(qiáng)度并表現(xiàn)出液體性質(zhì)的現(xiàn)象，稱為砂土液化。前面在地震的地表破壞里，講到的噴水冒砂也是砂土液化的一種表現(xiàn)。如果地面上有房屋等建筑物、構(gòu)筑物，地下又大面積砂土液化，地基承載能力下降，甚至失效，就可能造成建筑物下沉、傾斜、倒塌等破壞現(xiàn)象。1966年6月16日，日本新澙7.1級(jí)地震出現(xiàn)普遍的砂土液化造成的震害現(xiàn)象就是典型例子。最典型的是幾棟公寓，由地基砂土液化引起房屋嚴(yán)重傾斜或傾倒。據(jù)報(bào)道，地震后有的房屋緩慢傾斜，最后幾乎平臥地面，而無(wú)結(jié)構(gòu)損壞，甚至窗玻璃也完好無(wú)損（見(jiàn)圖4-32）。
圖4-32 1964年新澙7.1級(jí)地震由于砂土液化而幾棟公寓傾斜或傾倒
1985年9月19日墨西哥8.1級(jí)地震時(shí)，離震中約400千米遠(yuǎn)的墨西哥市一些建在不穩(wěn)定的淤泥和古湖床軟黏土上的建筑物破壞嚴(yán)重，甚至倒塌。圖4-33就是一張典型的照片，建在古湖床上的貝尼托朱利茲醫(yī)院混凝土大樓倒得像一堆卡片，而附近地基較好的建筑物基本完好。
圖4-33 1985年墨西哥8.1級(jí)地震建在不穩(wěn)定的淤泥和古湖床軟黏土上的醫(yī)院倒塌，而附近地基較好的建筑基本完好
1995年阪神7.2級(jí)地震時(shí)，人工島大面積液化岸壁崩壞，貨場(chǎng)停放的汽車被淹（見(jiàn)圖4-34）。1999年臺(tái)灣集集7.6級(jí)地震時(shí)，臺(tái)中港碼頭因砂土液化造成大面積下沉，導(dǎo)致沉箱向海一側(cè)位移1.7米（見(jiàn)圖4-35）。
圖4-34 阪神7.2級(jí)地震時(shí)，人工島大面積液化的破壞場(chǎng)景
圖4-35 臺(tái)灣集集7.6級(jí)地震時(shí)，臺(tái)中港砂土液化造成的破壞場(chǎng)景
4.5 地震海嘯
4.5.1地震海嘯的定義及其發(fā)生的條件
在海域發(fā)生大地震時(shí)，海底下沉或隆起引起巨大海浪向四周傳播開(kāi)去，稱為地震海嘯。海底火山、火山島的火山噴發(fā)、海岸附近陡崖崩塌造成砂土流入海中，以及核爆炸引起的海浪也稱作海嘯，但臺(tái)風(fēng)等氣象因素引起的大海潮與海嘯是有區(qū)別的。
海洋地震并不都會(huì)引發(fā)海嘯。只有在震源斷層特性，海水深度和震級(jí)、震源深度等方面都滿足一定條件的海洋地震才會(huì)引發(fā)海嘯：
（1）震源斷層條件
一般傾向錯(cuò)動(dòng)的地震斷層才會(huì)引發(fā)海嘯。垂直差異運(yùn)動(dòng)越大，相對(duì)錯(cuò)動(dòng)速度越大，可能引發(fā)的海嘯越強(qiáng)。而震源為水平走滑斷層的地震一般不會(huì)引發(fā)海嘯。
（2）海水深度條件
引發(fā)破壞性海嘯的震源區(qū)水深一般200米左右，引發(fā)災(zāi)難性海嘯的震源區(qū)水深往往千米以上。
（3）震級(jí)、震源深度條件
一般，震級(jí)大于6.5級(jí)，震源深度在25千米內(nèi)的地震可能產(chǎn)生海嘯。而震級(jí)7.5以上，震源深度40千米以內(nèi)的地震可能形成災(zāi)難性海嘯。
地 震引發(fā)海嘯必須具備這幾方面的條件是比較容易理解的。由于引發(fā)海嘯必須要足夠大的能量，因此，應(yīng)有一定震級(jí)要求。震源太深，地震的能量不可能造成海底隆起 或下沉，當(dāng)然也就不會(huì)激起海嘯，只有震源深度在一定范圍內(nèi)的海洋地震才會(huì)引發(fā)海嘯。在此合適的范圍里，相對(duì)深一點(diǎn)的海洋地震，要激發(fā)海嘯需要更大一點(diǎn)的震 級(jí)。水的切變模量為零，水平錯(cuò)動(dòng)的震源不能在海水里激發(fā)剪切波傳播出去，只有傾向錯(cuò)動(dòng)造成海底突然下沉或隆起才能激起海嘯。海嘯的海浪傳播速度與周期都與 震源區(qū)海水深度的平方根成正比，因此，震源區(qū)海水深度也屬引發(fā)海嘯基本條件之一。但是，上述列出這幾方面的定量條件實(shí)屬統(tǒng)計(jì)結(jié)果，不同專家應(yīng)用的樣本不 同，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也會(huì)有一些差異。
4.5.2 地震海嘯災(zāi)害的特點(diǎn)
地震海嘯主要是因?yàn)楹＠藳_擊成災(zāi)，與內(nèi)陸地震主要是由于強(qiáng)烈震動(dòng)和地基失效致災(zāi)是不同的。正因?yàn)槌蔀?zāi)的主要途徑不同，災(zāi)害也就有不同的特點(diǎn)：
（1）地震海嘯災(zāi)害的范圍大得多
地震波強(qiáng)度的衰減是比較快的。唐山7.8級(jí)地震的震中烈度Ⅺ度，到天津已經(jīng)是Ⅷ度，到北京只有Ⅵ了。而地震引發(fā)海嘯后，海浪傳播過(guò)程中能量衰減顯然慢得多，而且沖到大陸架海域，特別是遇到V字型港灣，還會(huì)有放大作用。例如，2004年12月26日印尼蘇門答臘9.0級(jí)地震的海嘯不僅沖擊了蘇門答臘沿岸（圖4-36），而且沖擊了泰國(guó)（圖4-37）、斯里蘭卡（圖4-38）、印度（圖4-39）等印度洋及其沿岸十幾個(gè)國(guó)家。五六千千米遠(yuǎn)的東非國(guó)家也深受其害，如索馬里也因海嘯死了100人。
圖4-36 地震海嘯襲擊前（上）、后（下）的印尼班達(dá)齊亞
圖4-37 地震海嘯襲擊前（左）、后（右）泰國(guó)沿岸的衛(wèi)星照片
圖4-38 受地震海嘯襲擊印度（左）和斯里蘭卡（右）受災(zāi)的景象
實(shí)際上，過(guò)去還有比這次沖擊范圍更大的地震海嘯。例如，1960年5月22日智利9.5級(jí)（矩震級(jí)Mw）地震引發(fā)的海嘯越過(guò)太平洋，造成日本死亡800人。
（2）海嘯致災(zāi)不如內(nèi)陸地震那么急迫
地震海嘯的波浪的傳播速度大約500～1000千米/小時(shí)，比大約每秒幾千米的地震波速度慢得多。內(nèi)陸大地震時(shí)，震中區(qū)的房屋可能在幾秒、十幾秒里，最多幾十秒里就倒塌了。可是蘇門答臘地震的海嘯沖到泰國(guó)、印度需要一兩個(gè)小時(shí)，襲擊東非是五六個(gè)小時(shí)以后的事。
不少地方的海灘遭遇地震海嘯襲擊，海水先是回落，然后才是巨浪洶涌沖來(lái)。這也可能提供短暫的預(yù)警和逃生的機(jī)會(huì)。
圖4-39是救援人員從到泰國(guó)拉克山海灘旅游遇難的一對(duì)加拿大夫婦約翰尼爾和杰姬尼爾的數(shù)碼相機(jī)中取出的5張照片，生動(dòng)地記錄了海水先回落（A），然后遠(yuǎn)處出現(xiàn)白色浪花（B），海浪迅速增高（C）,巨浪沖向海灘（D），最后巨浪洶涌沖上海灘（E）的過(guò)程。別的地震海嘯早就觀察到這種現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因是，激起這股巨浪的震源斷層的這盤(pán)先向下運(yùn)動(dòng)，傳播過(guò)來(lái)的初始海 浪也就先回落。不了解海嘯有此特性的居民和旅游者很可能好奇，趁機(jī)下海灘撿貝殼玩。約翰尼爾和杰姬尼爾夫婦大概覺(jué)得這景色太美，或者覺(jué)得這變化太有意 思，想把它拍攝下來(lái)作為紀(jì)念，并與親朋好友分享。結(jié)果，來(lái)不及逃生，獻(xiàn)出了寶貴的生命。也有例外，如有一位隨家長(zhǎng)到泰國(guó)普吉島度假的英國(guó)10歲小女孩史密斯，因?yàn)槁?tīng)老師講過(guò)，海嘯襲擊前可 能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。當(dāng)她看到海水后退時(shí)，立即告訴媽媽，并招呼周圍游客往山上跑，結(jié)果使近百人得救。在宣傳這一條科普知識(shí)救了人的時(shí)候，必須提醒讀者，并非 所有的地方的地震海嘯都是海水先回落。從道理上講，如果沖過(guò)來(lái)的那股海浪是斷層該盤(pán)海底隆起激發(fā)的，就不會(huì)有海水先回落的過(guò)程。因此，接到海嘯預(yù)警通知的 人們，可以利用這一條知識(shí)，卻不能死板地等待海水回落，才采取躲避措施。
（A）海水回落 （B） 遠(yuǎn)處出現(xiàn)白色浪花
（C） 海浪迅速增高 （D） 巨浪沖向海灘
(E)巨浪洶涌沖上海灘
圖4-39 到泰國(guó)拉克山海灘旅游遇難的一對(duì)加拿大夫婦約翰尼爾和杰姬尼爾的數(shù)碼相機(jī)中取出的5張照片
（3）海嘯致災(zāi)，廢墟會(huì)被淹沒(méi)、沖走或卷走，死亡率更大
海嘯襲擊沿岸的城市和村莊，倒塌的房屋等各種建筑廢墟會(huì)被淹沒(méi)、沖走或卷走。被廢墟壓埋還幸存的人，可能被淹死或者在海浪沖走的過(guò)程中被撞死。曾參加中國(guó)國(guó)際緊急救援隊(duì)奔赴印度尼西亞現(xiàn)場(chǎng)的張曉東研究員介紹說(shuō)，在班達(dá)亞齊市市中心看到堆積的廢墟比海邊的還厚（圖4-40）。一些巨大的輪船也從海里被拋到了幾千米遠(yuǎn)的市中心（圖4-41）。往海邊走，可以明顯的感覺(jué)到海嘯災(zāi)害產(chǎn)生的廢墟在逐漸的減少（圖4-42）。他們乘直升機(jī)到米拉務(wù)，正好是距離震中最近，海嘯正面襲擊的重災(zāi)區(qū)。在直升機(jī)上可以十分清楚地看到沿海的村莊和小鎮(zhèn)連海嘯沖毀的廢墟都沒(méi)有了，看到的僅僅是每戶家中的水泥地面（圖4-43）。張曉東研究員感慨地說(shuō)，海嘯在這里是產(chǎn)生災(zāi)害的罪魁禍?zhǔn)?，也是清理廢墟的萬(wàn)能幽靈。生命在海嘯面前顯得那樣的脆弱。正因?yàn)檫@樣，蘇門答臘9.0級(jí)地震后，各國(guó)派去的緊急救援隊(duì)，主要是醫(yī)護(hù)人員，面對(duì)的主要是救死扶傷和瘟疫，不像陸地大地震后，緊急救援的首要任務(wù)是從廢墟下救人。
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