緬甸 7.9 級地震，為何我國云南多地震感明顯？

3 月 28 日 14 時 20 分，緬甸發(fā)生 7.9 級地震。今年以來，全球發(fā)生 6 級及以上地震 18 次，本次地震是最大地震。我國云南多地震感強烈，貴州、廣西等地有感。震后，多地網(wǎng)友，特別是身處較高樓層的網(wǎng)友表示，震感非常強烈。

從地震發(fā)生位置看，震中距我國邊境線最近約 294 公里，距云南瑞麗市政府駐地約 310 公里，距昆明市政府駐地約 776 公里。據(jù)災(zāi)情報告和網(wǎng)友反饋，我國云南西雙版納、臨滄、德宏、楚雄、昆明、麗江、保山、大理等地震感強烈，貴州、廣西等地亦有震感。網(wǎng)絡(luò)視頻顯示，云南一些高層建筑劇烈晃動，揚起巨大灰塵，市民緊急逃生。地震在我國境內(nèi)造成的有感范圍非常廣泛。

中國新聞網(wǎng)

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從地震能量看，本次地震震級高，烈度大。中國地震局工程力學(xué)研究所強震動觀測中心儀器烈度結(jié)果顯示，中緬邊境地區(qū)，最大儀器烈度高達(dá) 8.1 度，4.5 度以上的強有感地區(qū)分布非常廣。清華大學(xué)陸新征教授團(tuán)隊分析了緬甸 7.9 級地震典型臺站強震動記錄，圖形顯示，地震的長周期部分較為豐富。

典型臺站典型記錄反應(yīng)譜，圖片來源：清華大學(xué)陸新征課題組

綜合儀器烈度和強震動反應(yīng)譜來看，本次地震表現(xiàn)出明顯的遠(yuǎn)場大震 “鞭梢效應(yīng)”。這也是“為什么距離震中那么遠(yuǎn)，高層震感還那么強”的原因。

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緬甸地震后，有網(wǎng)友發(fā)帖稱，在西安都有震感。隨后西安市地震局辟謠，表示暫未監(jiān)測到地震相關(guān)數(shù)據(jù)。地震期間，網(wǎng)上各類謠言四起，大家注意分辨，以官方信息為準(zhǔn)。

什么是鞭梢效應(yīng)？

當(dāng)我們握住鞭柄上下抖動時會看到，越靠近鞭梢，晃動越劇烈，這種現(xiàn)象稱為“鞭梢效應(yīng)”。鞭梢效應(yīng)是一個力學(xué)常見現(xiàn)象，尤其在高聳建筑結(jié)構(gòu)或細(xì)長桿件中更為明顯。在結(jié)構(gòu)受到外力作用時，由于結(jié)構(gòu)自身的動力特性，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)頂部或末端產(chǎn)生較大的位移或振動，這種放大效應(yīng)即為“鞭梢效應(yīng)”。鞭梢效應(yīng)對于結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性有著重要影響，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析中要充分考慮鞭梢效應(yīng)的影響。

那什么是“地震時的鞭梢效應(yīng)”呢？

我們知道，地震能量是通過地震波從震源向四處傳播的，從而引起地面的水平晃動和上下震動。地震波經(jīng)過長距離傳播，其高頻成分逐步衰減，代之以低頻波為主。樓層越高，建筑體的自振周期與地震波的周期越接近，就會發(fā)生共振現(xiàn)象，引起劇烈晃動。

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地震波從遠(yuǎn)處傳來，近處的建筑先晃動，高層建筑從一樓到高層，晃動加劇，比低矮建筑晃動更劇烈。來源：中國地震局工程力學(xué)研究所林旭川研究員制作

在地震作用下，高層建筑或其他建（構(gòu)）筑物頂部細(xì)長突出部分，由于質(zhì)量和剛度較小，振幅劇烈增大，形成較大的速度和較大的位移，像舞動的鞭子，這種現(xiàn)象稱為地震時的“鞭梢效應(yīng)”。

同底層相比，樓層越高，在地震中晃動的振幅會逐漸增大，鞭梢效應(yīng)越顯著。高層建筑結(jié)構(gòu)的這種“放大效應(yīng)”，使同一棟建筑內(nèi)位于不同樓層的人對同一次地震產(chǎn)生不同的感覺，即樓層越高，晃動越明顯，震感就越強烈。

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地震時的鞭梢效應(yīng)，來源：中國地震局工程力學(xué)研究所林旭川研究員制作

地震鞭梢效應(yīng)的破壞和影響

隨著城市化的快速發(fā)展，城市人口越來越集中，現(xiàn)代建筑越建越高。一些高層建筑或其他建（構(gòu)）筑物的頂部，因特定需要而建造一些小構(gòu)件或細(xì)長的突出物，如突出墻面的樓梯間、電梯間、設(shè)備間、通訊塔、桅桿等。

這些附屬結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于建筑的主體結(jié)構(gòu)，當(dāng)遭遇強烈地震作用時，它們的反應(yīng)會比建筑主體結(jié)構(gòu)反應(yīng)更劇烈，晃動的振幅會劇烈增大，有時可比建筑主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)高出數(shù)十倍或更高，因而在地震中損毀的更嚴(yán)重。

地震鞭梢效應(yīng)造成破壞的案例很多。比如 1556 年陜西華縣特大地震，西安小雁塔的塔頂兩層被震毀，如今只保留了余下的 13 層；比如 2008 年汶川大地震，許多遠(yuǎn)離震中的高層建筑主體結(jié)構(gòu)基本完好，但大量電梯間等附屬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了嚴(yán)重破壞。

地震現(xiàn)場調(diào)查時，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，雖然沒有因房屋倒塌造成的人員傷亡，但卻有因凸出的女兒墻、閣樓、樓梯間、空調(diào)掛機等的垮塌、墜落，而造成人員傷亡，這樣的案例屢見不鮮。比如 2010 年玉樹 7.1 級地震，因女兒墻墜落造成較多的人員傷亡。

樓頂上的矮墻通常被稱為“女兒墻”，圖庫版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛

如何減輕鞭梢效應(yīng)的破壞？

震級高、烈度大、鞭梢效應(yīng)顯著，是本次地震有感范圍大，高層建筑震感強的主要原因。怎樣減輕地震“鞭梢效應(yīng)”的破壞和影響呢？

一是嚴(yán)格按照抗震設(shè)防要求、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計和施工，合理調(diào)整建/構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)總體剛度與質(zhì)量分布，從結(jié)構(gòu)力學(xué)角度消除或減小產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)的不利因素，減小附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面地震應(yīng)力，使其免遭破壞。

二是采取抗震加固方法，大力推廣減隔震技術(shù)。通過建筑物抗震加固，設(shè)置隔震層，安裝隔震墊、阻尼器，可大幅度減小建筑頂部附屬結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)，甚至完全消除 “鞭梢效應(yīng)”。

策劃制作

作者丨畢雪梅 江蘇省地震局高級工程師 中國地震局信息與應(yīng)急學(xué)科技術(shù)協(xié)調(diào)組副組長

審核丨許沖 應(yīng)急管理部國家自然災(zāi)害防治研究院研究員 地質(zhì)災(zāi)害研究中心主任

策劃丨林林

責(zé)編丨林林

審校丨徐來

頭圖來源丨新華社