2017年8月9日精河6.6級地震烈度分布與房屋震害特征分析

常想德 孫靜 李帥

新疆維吾爾自治區地震局，烏魯木齊市新市區科學二街338號 830011

0 引言

2017年8月9日7時27分新疆博爾塔拉蒙古自治州精河縣發生6.6級地震，震源深度11km，震中位于精河縣托里鎮，距精河縣城37km。震中附近的博爾塔拉蒙古自治州精河縣、博樂市，伊犁哈薩克自治州尼勒克縣、伊寧縣，塔城地區烏蘇市以及兵團第5師大部分團場震感強烈。此次地震無人員死亡，共造成36人受傷①。全國地震系統16個單位共106名技術人員在現場開展了地震流動監測、震情趨勢判定、烈度評定、災害調查評估、科學考察等現場應急工作②。

1 地震烈度及分布

精河地震的發震構造為庫松木契克山前斷裂的東支，即精河南山前全新世斷層。該斷層全長約25km，近EW展布，為南傾逆沖斷層，震源機制解與余震分布均證實了該地震屬于逆沖型活動。

中國地震局現場工作隊依照《地震現場工作：調查規范》（GB/T 18208.3－2011）（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2011）、《中國地震烈度表》（GB/T 17742－2008）（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2008），通過對災區33個鄉鎮團場355個調查點的實地調查，確定了此次地震的烈度分布（圖1）。此次地震震中烈度為Ⅷ度（8度），等震線長軸總體呈NWW走向，Ⅵ度（6度）區及以上總面積為15623km2，主要造成博爾塔拉蒙古自治州精河縣、博樂市，伊犁哈薩克自治州尼勒克縣、伊寧縣，塔城地區烏蘇市以及兵團第5師的33個鄉鎮團場受災。此外，位于Ⅵ度（6度）區之外的部分鄉鎮也受到波及，造成少量老舊房屋破壞。

圖1 2017年8月9日新疆精河6.6級地震烈度圖

Ⅷ度（8度）區長軸44km，短軸29km，涉及精河縣托里鎮、茫丁鄉、八家戶農場等3個鄉場，調查中還發現存在Ⅸ度（9度）異常點（托里鎮沙包頭村南部的戈洲變電站）。

Ⅶ度（7度）區長軸84km，短軸67km，涉及精河縣八家戶農場、茫丁鄉、精河鎮、托里鎮、大河沿子鎮、阿合其農場，尼勒克縣喀拉蘇鄉、加哈烏拉斯臺鄉、烏贊鄉、科克浩特浩爾蒙古民族鄉，第5師82團、83團等12個鄉鎮團場。

Ⅵ度（6度）區長軸149km，短軸137km，涉及精河縣茫丁鄉、托托鄉、八家戶農場、托里鎮、大河沿子鎮、阿合其農場，博樂市貝林哈日莫墩鄉、達勒特鎮、青得里鎮、烏圖布拉格鎮、博樂市城區，伊寧縣阿烏利亞鄉、麻扎鄉，尼勒克縣克令鄉、蘇布臺鄉、喀拉蘇鄉、加哈烏拉斯臺鄉、烏贊鄉、科克浩特浩爾蒙古民族鄉、烏拉斯臺鄉、尼勒克鎮、喀拉托別鄉、胡吉爾臺鄉，烏蘇市古爾圖鎮，第5師81團、85團、86團、89團、90團、91團等30個鄉鎮團場③新疆地震局，2017，新疆精河 6.6級地震烈度圖及說明。http：//www.eq-xj.gov.cn/dzpd/dszd/2017 betl/yjxd/yjxy/25117.htm.。

2 房屋震害特征分析

2.1 房屋震害概況

精河地震災區受損嚴重的房屋主要為土木結構及老舊磚木結構房屋，磚混結構及框架結構房屋在此次地震中也受到了不同程度的破壞。在各烈度區內不同結構類型房屋的破壞程度及破壞形式也不盡相同，影響房屋破壞程度及破壞形式的因素有建筑材料、施工質量、建筑年代以及是否有抗震措施等，安居富民房屋（磚木結構和磚混結構，含構造柱，上下圈梁）抗震性能良好，未出現明顯破壞現象。表1為各烈度區不同結構類型民居房屋破壞比匯總表。

表1 災區民居各結構類型房屋破壞比 %

由表1可見，在Ⅷ度（8度）區內土木結構及磚木結構房屋破壞最為嚴重，土木結構房屋中等及以上破壞達到86%，磚木結構房屋中等及以上破壞也達到80%，表明這2類房屋難以抵御地震烈度為Ⅷ度（8度）的地震動作用，而磚混結構房屋沒有毀壞，確保了人員安全。框架結構在Ⅵ度（6度）～Ⅶ度（7度）區沒有中等以上的破壞，說明其抗震性能良好；在Ⅶ度（7度）區內土木及磚木結構房屋仍有多數出現破壞，此次地震中抗震性能較好的框架結構房屋在Ⅶ度（7度）區內有多數出現了輕微程度的破壞現象；在Ⅵ度（6度）區內各結構類型房屋均有破壞，框架結構與磚混結構房屋仍有少數出現輕微程度破壞。

2.2 各烈度區房屋震害現象

2.2.1 Ⅷ度（8度）區

在Ⅷ度（8度）內土木結構和老舊磚木結構房屋受損嚴重，土木結構房屋絕大多數被破壞，其中，約28%受到嚴重破壞甚至毀壞，約58%受到中等程度破壞，少數土木結構房屋出現倒塌或墻體局部倒塌的現象，主要表現為屋頂塌落（圖 2（a）、2（b）、2（c））、墻體倒塌（圖 2（d）、2（e））及屋檐塌落（圖 2（f）），多數房屋墻體開裂嚴重，表現為墻體結合處出現貫穿裂縫（圖 2（g））、墻體豎向及斜向裂縫、門窗洞角斜向裂縫（圖 2（h）、2（i））；多數磚木結構房屋墻體開裂嚴重，表現為墻體結合部位及門窗洞角處出現裂縫（圖2（j）），個別房屋出現倒塌（圖2（k））、屋檐與女兒墻塌落的現象（圖2（l））；該區內框架結構房屋分布較少，受到嚴重破壞的為托里鎮沙包頭村附近的戈洲變電站，該變電站框架結構高壓室多數梁柱主體構件完好，僅個別梁出現明顯裂縫，但該房屋內填充墻破壞較為嚴重，填充墻出現“X”形剪切裂縫、填充墻與梁柱結合部出現明顯貫穿型裂縫（圖2（m）、2（n））、室內裝飾及設備出現破壞（圖 2（o））。

2.2.2 Ⅶ度（7度）區

在正式調研之前，選取5名鄉鎮衛生院的全科醫生進行預調查，參考受訪者的意見，對問卷不合適的題項及語言進行了修改，并在問卷說明中附上封面信，明確說明本調查僅用于學術研究，以打消受訪者的疑慮。

土木結構房屋約59%受到破壞，其中，約39%受到中等以上破壞，個別房屋倒塌或墻體局部倒塌，主要表現為墻體倒塌（圖3（a））、屋頂塌落及屋檐塌落（圖3（b）），少數房屋墻體開裂嚴重，主要表現為墻體結合處出現貫穿裂縫（圖3（c））、墻體豎向及斜向裂縫、門窗洞角斜向裂縫（圖 3（d）、3（e）、3（f））；少數磚木結構房屋墻體開裂嚴重，主要表現為墻體結合部位（圖 3（g））、門窗洞角及窗間墻處出現裂縫（圖 3（i）、3（j）、3（k）、3（l）），個別房屋出現屋檐塌落的現象（圖3（h））；少數磚混結構房屋出現破壞，主要表現為承重墻體（圖3（m）、3（p））、屋頂預制板間（圖 3（n））及門窗洞角（圖 3（o））出現裂縫，個別房屋承重墻體呈“X”形剪切貫穿裂縫（圖3（m））；框架結構房屋梁柱主體構件完好，但填充墻、填充墻與梁柱結合部出現裂縫的現象比較普遍（圖 3（q）、3（r）），少數房屋室內裝飾材料脫落（圖 3（s）），個別此類房屋的柱體表面出現“X”形剪切裂縫跡象（圖3（t））。

2.2.3 Ⅵ度（6度）區

土木結構房屋約28%受到破壞，其中，約11%受到中等以上破壞，房屋破壞現象主要為墻體結合處出現貫穿裂縫（圖4（a））、墻體豎向（圖4（b））及斜向裂縫、門窗洞角斜向裂縫及屋檐塌落（圖4（c）），極個別房屋受場地條件及年久失修的影響在此次地震中倒塌毀壞（圖4（d））；少數磚木結構房屋墻體開裂嚴重，主要表現為墻體結合部位（圖4（e））及門窗洞角（圖 4（f）、4（g））出現裂縫，個別房屋因地基沉降影響造成墻體倒塌（圖 4（h））；少數磚混結構房屋出現破壞，主要表現為承重墻體（圖4（i））、屋頂預制板間（圖4（j））及門窗洞角（圖 4（k）、4（l））處出現裂縫；框架結構房屋梁柱主體構件完好，但填充墻（圖 4（m））、填充墻與梁柱結合部（圖4（n））出現裂縫的現象比較普遍，少數房屋室內裝飾吊頂脫落（圖 4（o）），個別房屋受地基沉降影響地下室受損嚴重（圖 4（p））。

2.2.4 Ⅵ度（6度）區外

此次地震震級較高，地震波及范圍相對較大，加之受場地條件及房屋年久失修等的影響，個別土木結構房屋出現屋頂塌落或墻體倒塌現象（圖4（q））。個別磚混結構房屋墻體及門窗洞角處出現裂縫（圖4（r）。個別框架結構房屋填充墻、填充墻與梁柱結合部出現裂縫（圖 4（s）、4（t））。

2.3 房屋震害原因淺析

2.3.1 土木結構

圖2 Ⅷ度（8度）區房屋典型震害

圖3 Ⅶ度（7度）區房屋典型震害

圖4 Ⅵ度（6度）區及區外房屋典型震害

土木結構房屋在災區分布廣泛，大多數建設年代較早，年久失修，破壞較為嚴重。該類型房屋承重墻體多為土坯墻或夯土墻，建筑材料強度低，是典型的脆性結構，無任何抗震構造措施，屋面與墻體之間缺乏有效連接，房屋整體性很差，在水平地震力作用下，整個屋面產生推力破壞承重外墻（葛鳴等，2012；王永亮等，2014），出現墻體倒塌和屋頂坍塌現象；該類房屋門窗洞口上未設置過梁，或者僅放置窄細木條，搭接長度不夠，不能起到過梁的作用。土坯墻體本身強度低，地震來襲，造成局部應力集中，導致門窗洞口上部角部墻體出現裂縫（譚明等，2012）；房屋縱橫墻在砌筑時未在墻體交接處咬槎搭砌，縱橫墻間無可靠拉結，地震造成縱橫墻體間出現貫穿裂縫；屋面檁條或大梁簡單擱置于土墻墻頂（硬山擱檁），梁下無梁墊，梁下墻體無暗柱或壁柱（譚明等，2012），在地震動作用下，梁下墻體產生應力集中現象，出現豎向裂縫；災區部分土木結構房屋墻體外側加砌粘土磚墻，屬于典型的磚包皮墻體，土坯墻與磚墻之間沒有可靠的連接，故在此次地震中墻體上部屋檐的塌落現象較為普遍，地震時群眾撤離到屋外過程中被震落屋檐碎塊砸傷是造成人員受傷的原因之一。

磚木結構房屋多為居民自建房，無抗震措施，此次地震中破壞形式多樣。部分此類房屋門窗洞口上未設置過梁，或者過梁延伸較短，不能起到相應的作用，部分房屋屋面梁直接置于洞口上方，或者洞口以上45°范圍內，少數房屋墻體用粘土作為粘結劑砌筑而成，墻體強度低，在地震力作用下造成門窗角部應力集中，出現裂縫；房屋四角、縱橫墻連接處未設置構造柱，或在砌筑時未在墻體交接處咬槎搭砌，縱橫墻間無有效拉結，造成房屋縱橫墻體結合部出現貫穿裂縫，有些房屋受地基沉降影響墻體本身已不穩定，在地震力作用下在墻體與屋面間出現裂縫，甚至個別房屋出現墻體倒塌現象；屋面檁條或大梁簡單擱置于磚墻墻頂（硬山擱檁），地震動作用使梁下墻體局部受力，產生豎向裂縫；部分房屋窗間墻過窄，在地震力作用下產生橫向裂縫；屋面及屋檐未做好防水，屋檐未設置挑梁，常年受雨水侵蝕導致屋檐在地震作用下出現塌落，女兒墻缺乏有效拉結，造成鞭端效應明顯，出現女兒墻倒塌等情況（唐麗華等，2007）。

2.3.3 磚混結構

磚混結構房屋主要為縣、鄉（鎮）政府及兵團團部、連部所在地的公用房屋，少數為居民住房及廠礦企業生產與住宿用房。此類房屋承重墻采用粘土磚砌筑，樓房屋蓋為預制混凝土板或現澆混凝土板。公用房屋及縣、鄉（鎮）、團場內的多層磚混房屋一般都進行了抗震設防，設置了圈梁、構造柱等抗震構造措施（雷四軍，2012），抗震性能相對較好，但在此次地震作用下少數此類公用房屋也出現了破壞現象。而民居房屋多數為未經抗震設防的自建房，砌筑粘結材料強度低，施工質量差，缺乏抗震構造措施，抗震性能較差。磚混結構承重墻屬于脆性材料，砌筑而成的結構也屬脆性（劉秦等，2015），在地震力作用下門窗洞口等應力集中部位及墻體內部出現裂縫，部分企業用房的層高較大，地震作用時應力集中在洞口角部，形成“X”形剪切貫穿裂縫；預制板未座漿，與墻體粘結度不夠，在地震力作用下預制板結合部位出現明顯裂縫。

2.3.4 框架結構

框架結構房屋主要集中分布在縣城、城市城區及兵團團部，此外，廠礦企業也有該結構類型房屋。此類型是由鋼筋混凝土梁柱等構件組成承重體系的房屋，具有平面布置靈活、可任意分割房間、容易滿足生產工藝和使用要求、框架結構自身重量輕、能有效減小地震作用等優點。設計合理的框架結構房屋抗震性能一般較好，具有很好的延性（許凱明，2012）。但此類房屋的填充墻與框架梁柱屬力學性能不同的建筑材料，建造時拉結不足，在地震作用下相互變形不協調，在此次地震中導致填充墻與梁柱結合部出現裂縫現象比較普遍；填充墻多采用空心磚或者混凝土砌塊，填充墻的側向剛度大于框架，框架結構屬于柔性結構，框架柱的變形大，填充墻的變形小，在水平地震作用下，填充墻與框架是共同作用的，由于填充墻早期剛度大，吸收了較大的地震作用，然而因墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結，在往復變形時墻體易發生剪切破壞（孫靜等，2014；許凱明，2012）；地基處理不當，基礎下沉，造成地下室房屋破壞較為嚴重。裝飾瓷磚、吊頂不牢固，在強烈地震動影響時，出現掉落現象。

3 結論與建議

（1）精河地震震級大，震源淺，極震區范圍相對較廣，災區北部由博羅科努山山前沖、洪積傾斜平原區及精河與博爾塔拉河下游沖、洪積平原區組成，場地地下水位高，地基土層軟弱，地震動放大作用明顯；而災區南部由博羅科努山南麓的喀什河河谷區組成，由于斷裂上盤由南向北的逆沖作用，導致上盤區域震動明顯，這是此次地震影響范圍相對較廣的主要原因之一。

（2）土木結構及磚木結構房屋受損嚴重，在高烈度區的土木結構房屋出現小面積成片倒塌，個別老舊磚木結構房屋出現倒塌現象，個別框架結構房屋填充墻與磚混結構房屋墻體出現“X”形剪切貫穿裂縫。在低烈度區，少數抗震性能較好的框架結構房屋填充墻與梁柱結合部出現裂縫。安居富民房屋未出現破壞，說明經過技術指導和建設管理的房屋抗震性能得到了很大的提高，為減少人員傷亡和抗震救災資金投入發揮了重要作用。

（3）此次地震房屋震害受場地影響明顯，近場區剛性結構房屋及遠場區框架柔性結構房屋震害明顯，框架結構房屋填充墻普遍出現破壞，個別框架結構房屋因受地基沉降影響而嚴重受損。

（4）框架結構房屋抗震性能良好，在此次地震中主體結構均完好，但是填充墻破壞具有普遍性。建議今后在建筑設計及施工中對填充墻材料進行選擇時，除了考慮其隔斷功能，還應考慮其與主體結構的協調變形問題，從而減輕因填充墻破壞導致的經濟損失。

（5）恢復重建過程中應杜絕土木結構和不具備抗震措施的磚木結構房屋的建設，進一步加大安居富民房建設力度，實現其全覆蓋，對于老舊未拆除輔助功能用房，建議政府采取資金引導等方式，鼓勵建設抗震性能更好的輔助用房。

致謝：房屋調查資料來自新疆精河6.6級地震現場工作隊，感謝新疆精河6.6級地震現場應急隊全體工作人員的辛勤工作。審稿專家對本文提出了寶貴的意見，在此表示衷心感謝。