研究初步探讨日本破坏性大地震特点

《浙大学报（英文版）A辑：应用物理和工程》（JZUS-A）在最新一期发表了日本京都大学建筑地质环境工程系Takewaki教授的特邀研究论文“初论2011东北太平洋海上地震”。据作者介绍，从文献检索来看，这是自3.11大地震以来发表较早的一篇关于2011东北太平洋海上地震的初步研究论文，希望该文所提供的最新资料会引起地震和土木工程行业专业人员的关注和兴趣。本文作者初步探讨了这次破坏性大地震的几个特点。并证实之前许多研究人员已经测到了在东京、名古屋及大阪相继发生的长期的地表运动。本文还从共振和临界激发角度探讨了高层建筑对于记录长期地表运动的反应特征。据日本建筑学会报道，发生在2011年3月11日9.0的矩震级是日本历史上，自1923年关东大地震以来，破坏性最大，死亡人数最多的强大地震。据说在确定震级时，需要借助日本外土的记录，来弥补日本本土的地表运动低频分量记录系统的不足。直至2011年4月11日为止，本次大地震及随后引发的巨大海啸导致死亡及失踪人数接近30000人，其海啸的最大高度接近40m。至今，对于地震中倒塌和受损的建筑物和房屋的具体数目尚不清楚，因为大多数的破坏都是由海啸所引起的。作者解释这次地震的特征时，从长期地表运动的角度对位于新宿，东京的超高层建筑物（40-60层）在地震中的响应特性进行了推测和讨论。论及长期地表运动及其对建筑物结构的设计影响，作者引证了上世纪80年代至90年代，墨西哥，美国和日本的研究人员所提出的一些建议（如，Heaton et al.1995，Kamae et al.2004，Ariga et al.2006）等。作者谈及在2010年，日本政府国土建设运输部（MLIT，2010）为了对已存的高层建筑物进行改型，参考并以此作为新式高层建筑物的设计准则，提供了一整套模拟长期地表运动的系统。因此，作者基于新宿、东京对2011东北太平洋海上地震的记录，进一步对40层和60层钢结构建筑是如何受制于长期地表运动影响做了推测。，基于Drenick（ 1970）和Takewaki（ 2004,；2006）临界激发理论，作者认为长期地表运动的临界状态是可以调查研究的。研究该理论的目的在于克服地震地表运动中不确定性所带来的困难（Geller et al。 1997， Stein 2003），通过使用临界激发法，在加速度和速度功率的约束下获取输入能量响应的置信界限。实际上，长期的地表运动首先可能受制于速度动量，从2011东北太平洋海上地震中东京所记载的地表运动资料来看，就保存大量很好的长期波动分量记录。文章最后，作者提出的4点研究结论或许对相关专业人员也颇具参考意义。（来源：《浙大学报（英文版）A辑》张月红）