伤痕----一个土木工程师的四川地震灾后思考（有节略）
作者：书剑子
通过这次地震，暴露的问题很多。
1、 大众科学素养不足：
地震来了，只有科学的避震知识才可能给你捡回一条命。但是，官方教育体系里并没有任何关于各种自然灾害的急救知识。
2、 政府战备不足：
地震预报分为长期预报、中期预报和临震预报。长期预报主要是研究地震区划，为地区的建筑抗震设防建立科学的依据。中期预报，则是为政府准备救灾物资，制定应急预案作为依据。而临震预报，地震科学界的主流已经逐渐减弱了在这方面的研究，原因很简单：地震高度复杂，很难准确地在时间空间上预测准确。所以地震抗灾不能依赖临震预报，而只能寄希望于中长期预报，做好地震区建筑抗震设防，做好政府应急预案及救灾物资准备。这样一旦灾害性地震发生，立即开展救援，将损失减少到最低。
至于网上广泛流传的龙小霞的论文，我认为可以一笑而过。因为她的"可公度法"的基础就是认为地震的发生是完全由一个确定的规律决定的。是有精确的周期性的，这个周期性由"公度"决定。这个基础就不被目前地震学界的绝大多数人认可。虽然地震的发生具有一定的周期性，但是并非具有精确的周期性，一个典型的例子如下：
美国Parkfield由于处于地震活跃期，差不多每几十年就一次地震（好像是39年左右还是19年左右，我今天没去查阅相关资料了），近7次地震的间隔相当有规律，美国的地震学家们预测将在1989年至1992年将发生一次地震，所以在该区域设置了大量的观测仪器进行监测。然而一直到2004年这场地震才千呼万唤始出来。并且遗憾的是：虽然近场布置了大量的各种仪器（差不多比全中国的仪器总和还多，也只有美国有如此强大的经济实力），但是地震还是在地震学家们毫无准备中发生了。
Nature于2005年10月刊发了一篇论文，表示可靠的短期地震预测仍然无法做到[文献1]。
该文中说：大约20年前，地震学家认识到，圣安德列斯断层的40公里长的Parkfield部分，是他们最有可能获得接近一次大地震的高质量测量结果的地方。他们安装了一个密度很大的仪器网络，来监测一个自1857年以来至少发生过6次大地震的区域。按预测应发生的地震没有在所预测的1993年发生，但监测工作继续进行，2004年9月终于发生了一次6级地震。所记录到的数据显示了以前从未看到过的地震过程的某些方面，但没有发现任何关于2004年Parkfield地震的明显前兆。所以，即便是在这样一个受到密集监测的地区可靠的短期地震预测似乎仍然是做不到的。（Article p.969）Nature 437: 7061 13 October 2005
建立有效的防灾减灾体系是减少灾害损失的关键！目前国际防灾减灾的主题已经从试图对灾害的预测转向了对灾害的预防和灾后最有效的重建。这是防灾减灾思想的一个重要转变。各国都大力进行防灾减灾方面的工作，在不放弃监测预测的同时，提高抗灾能力，加大防灾宣传，积极进行防灾减灾体系的建设。由于日本是地震多发国家同时也具有雄厚的经济实力，所以在这方面做得相当成功，我们没有看见报道说日本对哪次地震预报多么准确，但是在各次地震中日本总是保持着相当少的人员伤亡和经济损失，在灾后也能快速地进行救援和恢复建设。可以说，在防灾减灾方面，日本是一个成功的典范。
以上这两点，我在上次九江地震中已经在《加强防灾减灾能力建设任重道远》一文(XYS20051129)中进行了强调，但是遗憾的是，近2年过去了，情况并没有任何改观。
这次媒体被政府要求围绕"救人"这一主题，一个又一个舍己救人的故事，一个又一个伟大的母亲的故事，一个又一个人民解放军奋不顾身舍小家顾大家的可歌可泣的故事，人们的眼泪都快流干了，各大电台一直在现场直播一个又一个救人的场面。但是有几个人能反思反思？下一次再来一次这样的地震，我们是否还要付出同样的代价？为什么近10年来，大大小小也不少次地震了，引起的很多问题就是无法得到解决？为什么政府的过错要用无辜的生命作为代价？为什么要用惨重的伤亡来做为中国经济畸形发展的最震撼的注脚？
为什么要用天文数字的祖国花朵的凋谢，来为"再穷不能穷教育，再苦不能苦孩子"这一无耻的谎言作注释，让那么多灿烂的笑脸永远定格在青春少年？
现在屁大的事，媒体都要加上一句"某某政府启动了紧急预案"，那么我怎么这么多年来，没有看到任何公开出版的或者政府内部的所谓"紧急预案"？实际上，哪次灾害，都是政府官员内部先内斗一次，然后才能缓慢地在人治下开展工作。哪来什么在一个法律框架或者政府应急预案的框架下工作的样子？
东方卫视找了一个上海市救助与防灾处副处长作为嘉宾。当前方不同地区的记者纷纷传回伤亡最重的都是学校，且都是教学楼整体垮塌，死亡人数触目惊心的消息，男主持人说"我以前去过日本，在日本期间也发生过地震。日本作为一个地震频发的国家，在灾后学校都作为避难场所，可见日本的学校是比较坚固的。而这次汶川地震，恰恰相反，学校几乎全军覆没，成为伤亡最重大的地方，您觉得其中的原因是什么呢？"然后把目光投向那个副处长。这个长期在官场浸淫的面部肌肉抽搐一下，然后说到"主要原因还是这次地震震级太高了"。我当时就把遥控器砸过去了。然后女主持人接过话茬："我们看到啊，这次地震，经济好一些的镇子，楼房倒塌的比例就小得多，而经济落后的一些镇子，几乎夷为平地。这是不是也说明了，经济条件好的地区，抗震设防做得要好一些？这是不是也说明了，这次地震惨重的伤亡也与日益扩大的贫富差距有关系？"在目前的政治环境下，东方卫视的主持人能说出这样的话，我真的感到很欣慰。这个副处长，除了糟蹋粮食和纳税人的钱财，还能对救助救灾起什么作用我们就不得而知了。
3、 我国建筑管理存在的问题：
目前在建筑管理上，我国还是一直是二元化管理。各地建设局只管理公共建筑、政府建筑和商业建筑。私人业主的，没有经过商业市场的建筑，没有纳入建设局的管理范围。实际上，各地的建设局与土地局，除了在房价上升上推波助澜外，对地方的建筑安全，并没有起到多少作用。
这次地震，县级以上政府的房子绝对经受了考验。四川成都市政府花费数十亿巨资，由鸟蛋和鸟巢的设计人安德鲁设计的莲花型的建筑群，连玻璃幕墙都没裂一个；其次就是商品房。商品房虽然都存在不同程度的偷工减料，但是由于都经过正规的设计，都具备抗震能力和良好的延性。因此，即使发生破坏，也没怎么造成人员伤亡；再次就是农民自己的房子，虽然一些经济好转的农民，把毕生的资产都投入了房子上了，也都采用砖头、混凝土等建筑材料，但是由于没有经过正规的建筑结构设计，完全凭借包工头的经验，而这些包工头的经验根本算不得经验----这些没有任何结构工程方面的专业知识的包工头，连静力荷载的传递路径有时候都不合理，别说什么抗震设计了。这些农民也根本没有抗震概念，把钱都花费在没有用的地方。
因为我们村没有三相380伏特的电力，没有采用机械振捣，只采用了人工振捣，混凝土的坍落度、水灰比等指标可能也不合适（他们搅拌混凝土绝对不会有水灰比的概念），混凝土的石子无法穿过钢
筋间隙，造成很多主受力钢筋外露，而第二排钢筋又被他配在中性轴的位置，对正截面抗弯完全不起作用。箍筋采用直径为6的钢筋，且间距达到40公分以上。可见，箍筋配筋相当不足，而由于混凝土密实性不足，屋面又没做好防水，梁长期处于潮湿环境，钢筋锈蚀严重。更要命的是，前面的走廊，预制楼板直接放在1米2长的悬臂梁上。而变截面的悬臂梁梁高不足，混凝土密实度又不够，负弯矩的钢筋又严重不足（只有2根直径为10的钢筋），他自己也害怕，于是在预制板上面又浇筑了4-10公分厚度的碎石混凝土。实际上，这一措施，起反作用----因为碎石混凝土层的存在增加了重量，但是对负弯矩的抵抗能力没有一点增加（这需要工程力学和混凝土结构学方面的知识才能理
解），然后他又对梁进行加固，在跨中增加一个砖头砌筑的柱子，把9米跨度的梁变成一个4米5跨度的两跨连续梁。学过力学的人都知道，如果梁不发生一定的挠度，他后期砌筑的柱子不受力。假设梁发生大挠度，但是这样在柱子上面会产生负弯矩，而他的梁在上层只有2根很细的架立钢筋，根本没有主受力钢筋，所以主梁如果真的产生大挠度以后，柱子顶部位置，梁肯定会裂。还有一大堆其他问题。这就是一个接受过高中教育，有多年工程队经验的农村建筑包工头的水平。所以可想而知没有经过任何专业设计的，由这些包工头和农民设计建造的房子，安全性如何。
最差的就是学校建筑。这又由多种原因决定。
首先资金不足。在贫困山区的学校，教育拨款很少，又不能象城市学校那样可以收取大额度的各种借读费等费用，所以资金十分紧张。在建造过程中，再加上政府部门主管官员，教育局主管官员，学校主管官员，包工头等层层剥削，可以想象最后能花费在教学楼上的钱还能有多少。
当一个地区抗震设防等级提高以后，政府部门，重要的企业等都会对房屋进行鉴定、加固。但是这些学校，70年代设计建造的房子也不会有人管。所以，学校的老房子设防不足，学校的新房子偷工减料。学校的房子没几个好的。从大量的描述和照片上可以看到，发生整体垮塌，伤亡最大的，都是采用预制板的教学楼。预制板建造方便，省钱，平时使用也没大问题，但是对抗震十分不利！我简单给大家解释一下：你用四个砖头在桌子上围成一个边框，上面放一个小石板，小石板的两端分别压在两侧的砖头上（前后的砖头仅仅起到围护作用），这个时候你前后摇晃桌子，你会发现，不那么容易把这个简易的房子摇倒塌。但是你再试试左右摇晃，保证稍稍一用力，被承受小石板重量的左右两个砖头就剧烈摇晃起来。要是你摇晃的频率恰好接近它自己的自振频率，则很快就倒塌了。这个时候虽然前后两个砖头不容易晃动，但是它"帮不上忙"。从这个小实验中可以看到----墙体被横着摇晃的时候，如果上面再有大的质量，很容易倒塌。但是如果是顺着墙的平面内晃动，则
不容易倒塌。在工程力学上，这叫做"平面内刚度远远大于出平面刚度"。而如果是采用半框架结构，现浇板作为楼板，则相当于用胶水把小石板的四周与四个砖头都粘接上。这样无论从哪个方向摇晃，四个砖头都能起到作用。总有一个方向的砖头能起到强大的作用（面内刚度大）。这也解释了为什么灾区有的房子不倒塌有的倒塌了，这不仅仅取决于房子的质量，也跟房子的朝向、承重方案等有关，非专业人士不是那么容易理解的。所以仅仅根据房子是否倒塌就直接下武断的论断说没倒塌的房子好，倒塌的房子都差，是不严谨的。
而对于框架结构，则墙体全部是起围护作用（尽管也对抗震起很多作用，但是在结构计算分析中都忽略，这样使得结果更偏向安全），所以框架结构的房子，窗户大开间大，完全不是伤亡惨重的理由。网上有关于抗震专家、中国科学院院士周锡元院士（说起来还是我的师叔呢）的采访，认为"学校校舍的抗震设计是世界性难题"，我认为很可能是记者为了政治目的刻意扭曲他的原意的。如果他的原话真的那么说的，真的是那样的观点，那也太无耻了。因为一个合格的土木工程的本科生都不会那么低水准的。校舍由于开间大、窗户多等因素，确实对抗震不利，但是并不意味着在技术上设计不出来能抵抗高烈度地震的教学楼！这是两个完全不同的概念！！！！
从很多幸存者的描述来看，大部分造成重大伤亡的教学楼都是脆性破坏，在地震开始的数十秒甚至数秒就倒塌了。并且一旦倒塌，就是粉碎性的倒塌，很难给幸存者留下多少生存空间。经过正规抗震设计的建筑结构，就是最终倒塌，也绝对不会是如此快速的脆性破坏。退一万步，就是倒塌的时候人还没来得及跑，经过良好抗震设计的建筑结构，其倒塌后也不是如此彻底的倒塌，而仅仅是关键部分的损坏造成的整体侧倾，底层框架柱屈曲等形态的破坏，能保证尚未逃生的大部分人都能有生存空间。
所以，如此重大的伤亡，房屋结构的抗震设防不足，施工质量不好等因素是主要因素，急于用震级过高来辩解，是不科学的，也是不实事求是的！地震正常，高烈度地区的建筑物发生大面积倒塌也正常，但是如此动辄在地震来临瞬间就彻底崩溃，把数百上千人活埋，整个建筑变成活地狱式的倒塌，是无论如何辩解，也是洗刷不了清白的。
所以，震区应该加强地震知识的宣传教育，加强抗震相关法规的建立和政府监管的力度！所有新建住宅都纳入建设局的管理之中，建设局切实服务好，提供一些常规结构农村房屋结构的标准图纸，对建房技术人员实行签字负责制度，并组织人员进行培训。实行农村房屋建设市场持证上岗。当然，不要又把这些搞成药监局那样的花钱买证。二是不收费进行服务，经费由政府专向拨款。
4、 地震烈度来描述建筑质量不合理：
目前描述地震有两个重要参数，一个是里氏震级，一个是烈度（中国地震烈度表http://
www.hnccic.com/Web/HTML/oftendata/cysj13.html）。前者是地震中释放总能量的度量，后者是地震破坏程度的度量，很多普通人对这两个概念区分不开。一个同样震级的地震，其断裂模式不同，震源深浅不同，不同的震中距，则烈度也不同。甚至范围很小的地方，由于地质条件不同，也会形成显著的差异。例如一般孤立山头上烈度会大一些，沉积盆地由于松软土层的滤波、放大作用，也会造成烈度增加。
目前描述地震的破坏程度和某个场地的地震剧烈程度，主要依靠这个描述性指标----烈度。烈度这个描述指标，是不适宜作为地区抗震规划时作为设防的指标量的！而仅仅适合用来作为灾后损失估计的量（不管你房子的设防是什么样的，根据房屋受损比例和严重状况，加上地区的人口密度等参数，可以较为准确地估算灾害损失）。我多次跟相关研究人员辩论，希望改变这一现状，免得烈度这个描述性指标成为不法建筑商的庇护伞！
5、 贫富差距的扩大：
我国的贫富差距已经位于世界前列，远远超出万恶的资本主义国家。是世界上最"资本主义"的"社会主义"国家。这一点，现在官方也都尤抱琵琶半遮面地承认这一尽人皆知的现实。这次地震灾害中，受灾最严重的人往往是最弱势的群体：学生、穷人、农民、小城镇的贫民窟等。用数以万计的性命来作为这个畸形经济的注脚，是否太残酷了点？
6、 对地震灾害的重视程度不够、规划不合理：
这次地震灾害中，有一些例子值得重视。一是一些化工厂的化学物品发生泄漏。化工厂的抗震设防应该更加重视，因为化工厂破坏可能引起更大的次生灾害。一些重要的化工厂不应该修建在地震危险地带。特殊行业的厂房建设之前应该进行地震危险性分析。但是这次地震中，还是很多化工厂倒塌，发生一定规模的化学物品泄漏。目前还没有透明可靠的数字，不知道对环境和周围人口产生什么样的影响。
著名的剑南春酒厂，储存陈酒的库房遭到毁灭性破坏，损失惨重。这些都是鲜活的例子。其实，按照道理，陈酒的库房应该进行特殊的抗震设计的，譬如进行基础隔震等特殊的措施，可以保证就是把大地震翻过来，酒坛子都不会坏一个。
7、 赈灾善款的使用透明度：
网上有文章说，03年北部某省，国家发改委给了5900万的赈灾款，到省级政府后，就截留了4700多万，发了1100多万给市，市政府则又截留1000万，给100万给民政局，民政局则再次截留50万，发放50万赈灾款，而这50万，也是由关系有路子的，真正没点关系的灾民，几乎都没得到一分钱。老百姓到省里去告（可能以为仅仅是下级地方政府有问题吧），结果省政府高度紧张，把这些告状的劳教了。
最近网易低调发布消息，说停止与中国红十字会的合作，截至某日以后的善款将由另外一个非政府组织来接受。原因就是红十字会不原意接受监督。这些有很强的官方背景的各种慈善组织，总是让人不放心。缺乏透明度，善款很容易被挪用甚至贪污！
国家审计署审计车辆强险时发现，车辆的强险，理赔的花销仅仅占保险费的不到一半，收的保险费大部分都被掌管这个庞大基金的人员以各种名义花费了。譬如工资、福利、办公楼房会馆等等，且完全是不透明的。
同样，具有强烈官方背景的慈善组织，人们很难相信这些官员们能有一颗慈善的心。
这次地震，是个鲜活的教材。如果不认真反思，认真总结，并迅速落到实处，10年之内，我国还会有无辜的性命牺牲在地震灾害中。实际上，我对此并没有太大的希望。因为从建国后到现在，大大小小的地震也数十次了。多一道练习题，我不认为成绩就一下子有多大的提高。要不了多久，照旧歌舞升平！
此文恰于地震7天整默哀的鸣笛响起之时写成，谨以此文表达对不幸遇难同胞的深切的同情，并勉励幸存的同胞们走出心理阴影，共同把我们的家园建设得更加美好！
参考文献： 1．（Parkfield 2004: late result） Implications for prediction and hazard assessment from the 2004 Parkfield earthquake. Nature 437: 7061 13 October 2005
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