中国地震烈度表及其发展历程

水工建筑物的抗震计算，目前广泛应用的仍是拟静力法，即把地震惯性力、动水压力、动土压力作为建筑物的荷载，按静力法计算建筑物的稳定和应力。计算这些荷载时要用地震系数KH、KV，而地震系数是根据地震烈度按 《水工建筑物抗震设计规范》确定的。因此首先要确定建筑物地点的地震烈度。

地震烈度（I）表示地震时在一定地点的地面震动强烈程度，是指该地点范围内的平均水平而言。这是我国1980 年编制的《中国地震烈度表（1980）》所作的定义。

世界上许多国家制定过多种烈度表。现在美国、加拿大、拉丁美洲，通用1931 年修订的麦加利地震烈度表——MM烈度表（Modified Mercalli Intensity Scale），将地震烈度分为I～Ⅻ度。前苏联采用1952 年制定的地球物理研究所烈度表，分12 度。日本通用日本气象厅1949 年编制的烈度表，地震烈度分为0～7 度。我国1957 年编制了 《新的中国地震烈度表》，地震烈度分为Ⅰ～Ⅻ度，是参考美国MM烈度表和前苏联地震烈度表修订编制的。国际地震和地震工程组织1964 年编制了MSK1964 烈度表，分12 度，意图统一各国烈度表。我国1957 年烈度表以及MM 烈度表、MSK 烈度表、日本气象厅烈度表都没有物理指标，缺乏客观的数量标准。1957 年烈度表和MM 烈度表条文冗长，有些条文不是很恰当。

1980 年我国国家地震局工程力学研究所参照1966 年邢台地震，1970 年通海地震、1975 年海城地震，1976 年唐山地震的调查资料对1957 年烈度表进行了修改，编制成《中国地震烈度表（1980）》。1980 年烈度表采用了平均震害指数 （震坏房屋与总房屋的比例，通过震害调查得到）的概念。烈度的物理指数选取了国外的强震观测资料进行统计分析后确定。随着防震减灾标准化工作的深入开展，我国的地震烈度表已列入国家标准化系列，并按照国家标准要求对1980 年烈度表进行了修订。新烈度表于1999 年4 月26 日由国家质量技术监督局批准，并于1999 年11 月1 日起实施。新的烈度表继承了1980 年烈度表的基本内容，只是对不同烈度的现象表述做了一些修订。

烈度表是在某时期的认识水平基础上制定的，随着建筑物的形式和质量的变化，地震经验的积累以及人们对地震认识的深化，还应进行修改。烈度表又是一种技术标准，许多地震工作就要以此为准绳，所以也应保持相对稳定，不宜频繁改变。

表1.10 给出了最新的GB/T 17742—1999 《中国地震烈度表》。应用时需注意以下几点：

（1）评定烈度时，Ⅰ～Ⅴ度以地面上人的感觉为主；Ⅵ～Ⅹ度以房屋震害为主，人的感觉仅供参考；Ⅺ～Ⅻ度以地表现象为主。

（2）在高楼上人的感觉要比地面上人的感觉明显，应适当降低评定值。

（3）表1.10 中房屋为单层或数层，未经抗震设计或未加固的砖混和砖木房屋。对于质量特别差或特别好的房屋，可根据具体情况，对表中各烈度相应的震害程度和震害指数予以提高或降低。

（4）平均震害指数可以在调查区域内用普查或随机抽查的方法确定。

（5）在农村可以自然村为单位，在城镇可以分区进行烈度的评定，面积以1km2左右为宜。

（6）凡有地面强震记录资料的地方，表1.10 列物理参量可作为综合评定烈度和制定建设工程抗震设防要求的依据。

表1.10　GB/T17742—1999《中国地震烈度表》

续表

注 1.表中数量词：个别为10%以下；少数为10%～50%；多数为50%～70%；大多数为70%～90%；普遍为90%以上。
2.表中的平均震害指数是从各类房屋的震害调查和统计中得出的，反映破坏程度的数字指标，0 表示无震害，1 表示倒平。

实践表明，地震烈度与地震动的许多独立参数 （如地面运动加速度、速度等）有关。如图1.26 就是几次地震的地面运动加速度与烈度的相关线，图1.27 是几次地震的地面运动速度与烈度的相关线。图中黑点是各次地震的加速度峰值，速度峰值；小圆点是某次地震各相同烈度地区的地面运动加速度峰值的平均值，速度峰值的平均值；大圆点是几次地震各相同烈度地区的地面运动加速度峰值的总平均值，速度峰值的总平均值。(www.xing528.com)

根据图1.26 和图1.27 资料统计分析，1980 年烈度表采用了下列关系式

图1.26　地面运动加速度与烈度相关线

1—1952 年7 月21 日Kern County地震；2—1954 年12 月21 日Eureka地震；3—1957 年3 月22 日San Francisco地震；4—1968 年4 月8 日Borrego Mt地震；5—1966 年6 月27 日Parkfield地震；6—1971 年2 月9 日San Fernando地震；7—1976 年7 月28 日唐山地震

图1.27　地面运动速度与烈度相关线

1—1952 年7 月21 日Kern County地震；2—1954 年12 月21 日Eureka地震；3—1957 年3 月22 日San Francisco地震；4—1968 年4 月8 日Borrego Mt地震；5—1966 年6 月27 日Parkfield地震；6—1971 年2 月9 日San Fernando地震

式 （1.40）和式（1.41）表明，烈度每增加一度，加速度峰值和速度峰值都加倍。至Ⅹ度时，加速度峰值为10m/s2，速度峰值为1m/s。

式 （1.40）和式（1.41）的应用范围为Ⅴ～Ⅹ度。Ⅴ度以下无工程意义，Ⅹ度以上尚无资料依据。

图1.28 为研究得出的加速度与烈度关系线，图1.29 为研究得出的速度与烈度关系线，以便互相比较。

图1.28　研究得出的加速度与烈度关系线

1—Neumann公式（1954），（25km）；2—Hershbergar公式；3—Curphy，O′brien公式（1977）；4—Ambraseys公式（1974）；5—Medevedev Sponheuer公式（1969）；6—Neumann公式（1974）；7—河角庀（1943）；8—Trifunac Brady公式（1975）；9—Gutenberg Richter公式（1956）；10—工程力学研究所（1973）；11—工程力学研究所 （1977）

图1.29　研究得出的速度与烈度关系线

1—Espinosa公式 （1977）；2—Trifunac，Brady公式 （1975）；3—Neumann公式 （1974）；4—Medevedev，Sponheuer公式 （1969）；5—工程力学研究所 （1978）