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山西省地震液化破坏的历史记忆

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山西省地震液化破坏的历史记忆

  • 分类:职工文苑
  • 作者:荆和平
  • 来源:总公司
  • 发布时间:2015-01-20 10:14
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【概要描述】

山西省地震液化破坏的历史记忆

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地震液化引起地面喷水冒砂,对建筑物产生危害甚至破坏,在有关地震文件中有很多记载,国家《建筑抗震设计规范》中对于液化判定和液化危害,也有明确规定。但是,在具体的勘察过程中,由于一些错误的观念和人为干扰,很多技术人员在报告编写过程中存在错误认识,致使判定结果出现严重误差,给建筑物安全造成重大隐患。

山西地震带是我国最主要的地震带之一,6级以上的强震主要分布在汾渭地堑带上。山西地震带根据地质构造条件和历史地震分布状况分为12个亚区,主要地震亚区多集中在中部盆地之中,即大同盆地、忻定盆地、晋中盆地东部和西部、临汾盆地、运城盆地等。其中,临汾盆地地震强度和频度最高,记录8级地震2次,破坏惨重,6级地震3次,5级地震7次;晋中盆地(东部和西部)频度高而强度较低,记录62次,510次;忻定盆地地震强度大而频度低,7级地震3次,57次;大同、运城盆地强度和频度都比较低。山西地震带震源深度一般较浅,盆地中深度多为10~30km,这些盆地中心处于汾河河谷和滹沱河河谷,在河谷的河漫滩和一级阶地,地下水位较高,饱和粉土和砂土厚度大,具备了产生液化的充分条件。

历史地震液化破坏资料,是判定未来地震液化的非常重要的依据。国家《建筑抗震设计规范》的液化判定依据,就是根据国内外以及我国20世纪50年代以来历次地震对液化和非液化场地的实际考察、测试分析结果得出来的。山西具有丰富的人文历史,在历次地震发生后,古人都给我们留下了生动详实的地震记录,其中,有关地震液化的记录更是不绝于书。为了给广大工程技术人员提供一些警醒和参考,本人把山西省6次主要地震有关地震液化的历史记录,按照发生时间顺序,进行了一些整理,希望引起大家的警示:           

一、1038年定襄71/4级地震

1038124(宋仁宗景祐四年12月初二日),定襄发生71/4级地震,震中烈度Ⅹ度,包括定襄、忻州等地,共死亡吏民2360人,伤5600人,死亡牲畜5000余头。地震时,地声如雷,山崩地裂,坏庐舍塌城堞,民皆露处,人民昼夜啼哭不停。其中,定襄县尤重,杀人畜凡十之六,地裂涌水,坏城廓庐舍无数;忻州地震出火,殍郭庐舍,梵荡几尽,民皆露处。

主震发生后,余震较多,且延续时间较长。不少文献有如下记载:自是河东地震,连年不止,或地震涌泉,或火出如黑沙状,一日四五震,民皆露处;河东地大震裂,涌水,坏屋庐城堞,杀民畜几十万,历旬不止;京师地震,移刻而止,定襄同日震,至五日不止……忻州赵分(忻州,春秋时属晋,战国时属赵,故称赵分)地震六七年不止,每震则有声如雷,前代地震未有如此者也;自宝元初,定襄地震,坏城廓,覆庐舍,压死者以数万人。殆今十年,震动不已……

定襄县处于定襄凹陷内,滹沱河、牧马河和云中河河漫滩区,第四纪沉积物厚度大于400m(钻探资料),具备了产生液化的必要条件。极震区最高烈度达Ⅹ度,包括今原平市、神山、三泉、大阳等村镇,定襄县城及横山等村镇。

二、303年洪洞8级大地震

13039178时左右(元大德七年八月初六日戊时)(距今711年),洪洞发生大地震,震中在赵城一带,震级8级,震中烈度Ⅺ度。震中区洪洞县赵城附近,村堡移徙,地裂成渠,压死人民不可胜计。赵城郇堡发生大规模地滑,最大地滑长1600m,宽1400m,地滑时所经过庐舍皆摧压,大型水利渠道济民渠,上通出佛峡,下在狐家窑东北,置堰上水,浇灌北里四庄,地震时将渠道塌毁。寺观庙宇、衙署学官皆尽摧圮,官宅庐舍为 之一空,死亡27万余人。

《元史•• 五行志》记:“赵城范宣义郇堡徒十余里,所过居民庐舍皆摧压倾圮”。《赵城县志》:“营田东北,山摧阜移,其土奋怒奔突数里,跨涧湮谷,直抵营田”。营田村距郇堡2.5km,郇堡营田附近具有产生滑移的有利条件。元成宗铁穆尔束手无策,不得已诏改太原路为冀宁路,平阳路改晋宁路。

灾难席卷洪洞县北的霍县、灵石、介休、孝义、平遥、汾阳、祁县、徐沟等地,洪洞南的临汾、襄汾、浮山、曲沃等县,均遭受严重破坏。临汾城“城廓为陂,丘陵为池”,建筑物皆尽破坏,倒塌无存,人民死伤无数;霍州城居民官舍震撼摧压,荡然无存,寺观庙宇皆倾;汾西县西部青山,山之巅盖青山庙,地震时山岳崩摧,庙亦倾圮;襄汾县的县治、学庙、夫子庙皆倾圮;浮山县感应寺,在县西关,建于宋乾道年间,基余一亩,高十二层,为砖塔,地震裂而为二,堕其四,今存八层,顺治八年知县李牟栋重修;孝义县村堡移徙,地裂成渠,坏庐舍一万八百间,城垣官署悉圮,人民均死,无人埋葬;汾阳县北城陷一里许,东城陷七十余步;介休县地震成渠,泉涌黑砂,动若浮舟,官舍民居率皆崩陷;平遥县公廨倒塌殆尽,地涌黑砂与水不止,县人死伤八千多,倒塌房屋2.5万间;文水县民室庙宇撼摇摧圮,扫地一空,俱为瓦砾,民多伤其命。

对郇堡山移的记载,刘光勋、王汝雕于19801981年进行了实地调查,认为是一种地滑现象,最大地滑体至今依稀可辨(距今711年)。地划范围从东北的郇堡桥、韩家庄至西南的营田、北郇堡一线。在郇堡桥至韩家庄一带,保存至今的地滑壁高约10m,底部有厚约2m的砂砾石层出露,可能为地滑面。同时,在地滑体附近及其南部的马头村一带,还发现有泥石流堆积和块状水滑移体的遗迹。

郇堡、营田一带,地处霍山西南麓,山地和盆地的分界线大致成北西向,山前展布成规模较大的洪积扇,洪积扇面及岩层均向南倾斜,地面坡度30~50 。北北东向的霍山断裂,北西向的赵城、广胜寺断裂从附近通过。出露有岩溶大泉:霍泉,小型泉水也出露较多,地下水丰富。这些条件(地形和水文地质条件)是发生地滑的有利条件,但在地形坡度仅30~50时,产生如此巨大的地滑现象,足见当时地震水平力之大。史料中所论的“郇堡地滑”,实际是“郇堡一带洪积扇大规模地滑”,“徙十余里”,并非地滑体滑十余里,而是指大大小小的众多地滑体发生的范围。

洪洞8级地震,在地表造成地裂地陷,喷砂涌水现象非常严重,进而加重了震害。如,洪洞县的利泽渠由于地震地陷而遭到破坏,水不得流通,汾阳城由于地震地陷,北陷城长一里,东陷城七十余步。此外,不少大型建筑物由于地裂地陷,喷砂涌泉而皆尽崩陷。

记载地裂地陷或地裂成渠、喷砂涌水的州县共十六个,北北东方向延展,分布在太原盆地、运城盆地、灵宝盆地。从南往北:芮城、运城、夏县、襄汾、临汾、洪洞、赵城、霍县、介休、孝义、汾阳、平遥、徐沟。

太原盆地、临汾盆地、运城盆地均为冲击平原地带,地下水位浅且水源丰富,在一定地震力作用下易产生地基失效现象。地裂地陷和喷砂涌泉现象呈北北东向延展分布,显示和这些地区的地基条件有关,也可能和这次地震的发震断裂走向有关。

三、1683年原平7级地震

16831122下午两时左右(清康熙二十二年十月初五日未时),原平发生7级地震。地震来时,突然声如万马从西北而来,震惊了当时大同府、朔平府、太原府、汾州府的各州县官民,瞬时间黄尘遍野,树稍委地,房屋倒塌,平地绝裂涌水,或出黑砂,压死官民2000~3000人。地裂和喷沙冒水,使重要的水利设施广济渠(定襄县内)遭到破坏。

崞县(今原平县崞阳镇):县城内文庙、大成殿、关帝庙,城外的崇福寺、崞山神庙等倾倒,官宅民舍毁坏6万余间,人多压死。地震时地且迸裂,或出水,或出黑砂,人皆露处,屋虽存不时摇动,至十月中乃定。其中,神山、三泉、原平(今原平市)、大阳等处尤甚。县东南乡地裂出泉,灌溉农田至今利之。(引自:乾隆21年《崞阳县志》卷二、四、五;光绪8年《续崞阳县志》卷八;(清)王士祯《池北偶谈谈异》卷二二)。

定襄县:地震时其声如雷,平地绝裂,涌水或出黄黑砂。县治前旌善、申时亭俱倒,四面城楼、垛口尽裂,村幢房垣倒塌,压死人千余,畜类无数。而横山及原平等处尤甚。(引自:雍正五年《定襄县志》;民国二年《定襄金石考》卷三)

震中极震区烈度Ⅸ度,位于沿滹沱河南流转向东流的拐弯地带分布,处于滹沱河、北云中河的交汇河漫滩,具备了发生液化的必要条件。

四、临汾8级大地震

16955188时(清康熙344月初六),临汾发生8级大地震(距今320年)。震中位于临汾,震级8级,震中烈度Ⅹ度。

清康熙《历年记(续记)》记载:“山西平阳府洪洞等三县于四月初六、七、八三日大雨地震,房屋倒塌,压死多人。既而地中出火,烧死人畜、树木、房屋、什物无数。随之水发,淹死人畜无数……地皆沉陷……厥后夏田腾烟,秋陌浮蛙。如此灾异,古今罕见”。

康熙《临汾县志》、《平阳府志》:“平阳地震,有声如雷,顷刻间城垣、衙署、庙宇、民舍尽行倒塌。城乡人民压死数万,城内东关压死者尤多”。

雍正《襄陵县志》 :“平阳地震,临、襄、洪、浮四邑较重,临、襄又甚。城廓房舍存无二、三,居民死伤十有七八。更可惨者,斯时之烈火烧天,黑水涌地”。

地震经年不息,压死人民五万两千六百余名。

地表地质现象主要是:沟壁大规模崩塌,地裂地陷和喷沙冒水。临汾城东的堡头村发生大规模沟壁坍塌,如今形成了东、西堡头村,澇河、洰河沿岸的滑坡群。

喷沙冒水现象发生在临汾和洪洞一带。康熙《泾庙戏台重修碑记》 :“平阳锦绣之府地裂水出,瞬间□宇城池□为倾覆,货财人物尽埋土中矣”。

临汾城边郭家庄发现一地裂,裂缝两侧垂向错动0.5m。错断地层为中更新统,走向北西,倾向北东,倾角650。据裂缝内填充物时代鉴定,属这次地震所造成。

深大断裂对地面破坏的影响:

这次地震,震中西侧6km处,汾河自北而南流过。再往西是北北东向的罗云山深大断裂,距震中也仅有18km。该断裂是临汾地的西界,若岩裸露的陡峻山区直接和盆地内冲积平原区接触,中间无过渡地带。震中东侧直到浮山县城约30km的范围内,无明显的深大断裂通过;西侧由于汾河及罗云山深大断裂的存在,而且它的延伸较深,对地震时的破裂扩张,破裂时激发的弹性波起着阻碍作用,造成东西两侧的烈度等震线长轴半径相差较大。另外,汾河两岸的破坏程度也相差较大,汾河东岸未再发现有震前的任何建筑物,而西岸不远的村庄至今还有明清代的建筑物。当然,西侧的罗云山区,居民点较少,史料载记也少,资料也比较缺乏。

五、1815年平陆63/4级地震

18151023零点前后(清嘉庆廿年九月廿一日子时),平陆县发生63/4级地震,伤亡惨重,可谓两百年来未有之奇灾,共压死14700多人,其中山西省12460人,河南省1730人,陕西省500多人。极震区烈度高达Ⅸ度,位于平陆县茅津渡、平陆县城、部官一带。

据光绪《平陆县续志》等记载:“九月十九日夜,有彤云自西北直亘东南,少顷始散,地大震如雷,天地通红,大树埽地复起,房屋摇动,平地忽裂数丈,涌出黑沙水,开而复合,损坏房屋无数,凡傍崖居者多压死,邑内惟西牛、下牛、王家沟、越冀、桥等村灾最重。嗣后或一日数震,数月一震,如此约四五年”。                          “嘉庆二十年乙亥九月地震,水沸山崩,墻屋倾颓,压毙人民三万余口,災黎露处,无室可归,呼号凄楚之声,哀呼遍野,尔时呼号愁惨之情真有耳不忍闻,目不忍睹者”。

当时,平陆县治在现在的太阳渡一带,南距离黄河岸边仅1000,东临三叉涧水,西临思乡台,县城处于黄河岸边和东涧水的河漫滩上,具备了发生液化的必备条件。

六、崞阳51/2级地震

1952108222401秒,崞阳51/2级地震,是建国后山西发生的较大地震,从此,对于地震有了科学的记录。死亡58人,伤100余人,震中烈度Ⅷ度,位于崞阳镇东,滹沱河、阳武河交叉口的辛章村、刘家庄、下长乐一带。

震中沿滹沱河两岸的河滩地砂土及盐碱地带液化尤为严重。地表破坏现象主要是地裂缝、喷沙冒水、黄土崖崩塌等。地裂缝大多是细小的非构造裂缝,最长达10m,宽一般是1~2cm,走向不一,较多是与河岸平行。沿裂缝有喷沙冒水现象,靠近河床的河漫滩地带,有许多沙泉(即喷沙孔),最大直径达两米。震中区的临河村,附近有一水井,地震时涌出黑沙填满全井,沿井口还出现环状裂缝。

分布在下长乐、刘家庄、金沟村等地的黄土崖崩塌现象较为普遍。金沟村西边一段河谷,因存在崩塌的黄土崖,大量黄土涌入河道,致使河道堵塞,河水断流,积水形成堰塞湖。黄土崖崩塌,破坏了道路,毁坏了农田。这些与这一带的黄土陡崖地貌特征有关。

这一地区也处于滹沱河与阳武河形成的河流交汇的河漫滩地带,具备了形成地基液化的必要条件。

 

这些生动具体的地震液化记录,一方面与地震震级有关,另一方面,也与建筑物所处的水文地质工程地质条件有关。这些弥足珍贵历史资料,为我们现在的防震减灾工程设计提供了非常可靠的参考依据。希望这些记录能对我们的勘察报告液化评价编写技术人员在正确评价液化等级、提出正确合理的抗液化措施上提供有益参考。

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