住在高层里的福建住民,于1月21日凌晨时分,察觉到显著的晃动现象,源头却是在海峡对面的,台岛的台南地区。这背后所关联的,并非仅是单纯的距离导致的衰减现象,而是涵盖了一系列,纷繁复杂的,地质以及工程科学方面的道理。
地震波的长距离旅行
台岛台南市附近,于2025年1月21日凌晨0时17分,发生了6.2级地震。地震波在岩石里传播速度极快,它能以每秒数公里的速度向外扩散。台岛与福建隔海相望,然而地震波穿越海峡基底岩石时能量衰减有限。当波动抵达福建沿海时,其低频成分依旧保留着相当能量,这为后续的放大效应奠定了基础。
福建泉州、厦门、福州等地居民,于地震发生之后,在社交媒体之上反映,震感持续了比较长的时间。这样远距离的明显震感,跟地震的震级、有相关,和深度以及传播路径的介质,紧密相连。此次地震,震源深度是14公里,属于浅源地震,它所释放的能量,更容易向地表传播。
深厚软土层的放大效应
福建省地震局有的专家指出,福建沿海某些地区存在着深厚的软土层,当地震波从那些坚硬的基岩传入这些松软沉积层阶段时,其传播速度会猛然锐减,波速降低致使波的振幅增大,也就是能量被极大放大,这种现象类似于去把波动当中的“聚焦”或者“增强”,使得地面振动变得愈发猛烈 。
对于这种软土层而言,其针对低频地震波的放大作用特别显著,被放大的这些低频波动振动频率恰巧与高层建筑自振频率范围相近,这恰恰为高层建筑引发显著震感情形促成了核心的前置条件,而低矮建筑或者地面的人所感受到的则相对微弱。
高层建筑的共振现象
现代的高层建筑鉴于要抵御风荷载,所以在设计方面具备有一定的柔韧性,它的自振周期一般是在数秒的范围之内,比如说,一栋高达百米的高楼,它的自振周期大概是在2到3秒,这次地震经过软土放大之后所产生的低频波动,其周期恰好也是在数秒的量级,当外部波动的频率跟建筑物自身固有的频率相近的时候,就会引发共振现象形成 。
共振效应会致使建筑物的摆动幅度以成倍的状态增加,居住在高层的居民会察觉到家具出现晃动,吊灯产生摇摆,甚至自身会萌生眩晕之感,然而这种晃动乃是建筑物整体呈现出的、具备规律的弹性形变,是结构于设计预期范围之内对地震能量的耗散方式,并不表明建筑即将面临倒塌 。
现代建筑的抗震设计
《建筑抗震设计规范》在中国现行着,它对不同地区的建筑物设防烈度有着明确要求,福建沿海地区一般是按7度或者8度来进行设防的,这就意味着建筑结构能够承受比当地基本烈度更强一度的地震作用,并且不会倒塌,设计的时候是通过计算的,还已经考虑了可能发生的共振效应。
利用多种技术以提升建筑抗震能力的是工程师们,比如说,借助剪力墙、支撑框架去强化刚度,通过设置隔震支座来阻拦地震波朝着上部结构进行传递,或者运用安装阻尼器的方式来消耗振动所蕴含的能量。所以,即便晃动感显著,主体结构仍旧是安全的 。
个人感受差异的原因
震感是不是明显,会受到多种个人方面的因素影响,所处位置的高度是其中关键的一点,楼层要是越高,那么摆动的幅度就越大,感觉也就会越清晰,人的状态同样重要,当静止躺卧的时候,前庭系统更容易察觉到细微的晃动,然而在活动的时候,就有可能会忽略 。
就连个体生理方面所存在的差异也是绝不能够被忽视的。人身体之内耳朵里面的内耳当中的前庭器官是专门负责平衡感知的,可是这个前庭器官它的敏感度是会因为不同的人而有所不同的。这样的情况也就解释了为什么在同样处于一个房间之内的时候,有的人会被突然惊醒,而有的人却能够安然酣睡毫无知觉。除此之外,房屋的建筑年代,还有房屋的建筑结构类型以及房屋内部的装修情况同样也是会对震感的传递与人们对于震感的感知产生影响的。
台岛频繁地震的地质背景
台岛地区地震频繁发生,存在其必然的地质方面的原因,它处于欧亚大陆板块跟菲律宾海板块的交界碰撞地带,而这是环太平洋地震带的其中一部分,板块之间的挤压、俯冲这种运动积攒着巨大能量,并且通过频繁出现的地震来进行释放。
根据统计显示,此次震中的周边范围在200公里以内,在最近的五年时间当中,已经发生了4级以上的地震达到三百多次。其中,在2024年4月的时候,花莲海域发生的7.3级地震是这些地震里规模最大的一回。这样的活跃状况预示着,该区域长久以来一直处于地质构造的活动时期,未来发生中强震的可能性会持续地存在着。
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