Safety Science 44 (2006) 919–933
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一个案例研究：地震发生时住宅安全的感知和观察
J.B. Akason a,*, S. Olafsson b, R. Sigbjouml;rnsson c
a University of Iceland, Earthquake Engineering Research Centre, Austurvegur 2a, Selfoss 800, Iceland b University of Iceland, Faculty of Social Science, Institute of Urban Planning, Reykjavik, Iceland
c University of Iceland, Faculty of Engineering, Earthquake Engineering Research Centre, Selfoss, Iceland
Received 24 April 2006; accepted 27 June 2006
摘要
一个关于地震受害者的感知性案例研究被提出，这与他们的住所，地震强度，强烈的地面运动，和导致断层的距离相联系。对地震过程中受害者在房屋内部的反应进行了描述和统计分析，揭示了（1）许多受害者在地震过程中感知移动到“安全地点”，是一个“不可能”事件和（ 2）这显然是地震中的冒险举动。 该案件是2000年6月17日和21日发生的南冰岛地震。共有168个样本房屋（共约600人）的180名样本受害者及所有位于农村地区的低层单户住宅一起，约有5000名居民参与了这项研究。这些关于案例研究的数据是通过实地调查，使用标准化问卷（定量数据）和深入访谈（定性数据）获得的。 对冰岛南部的冰岛强震网络所有台站的地理定位，地震强度和强烈的运动记录都有所记载，并且对样本中的每一个居住的房子的地理定位和地震强度都进行了记载。 该研究的目的是分析内部安全问题，以增加对地震爆发期间住宅室内安全的了解，并提出可能的预防性补救措施，以供将来地震发生时采用。
2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.
关键词：地震；强度；地面运动；住宅安全；危险；安全指令
- Corresponding author. Tel.: 354 525 4133; fax: 354 525 4140.
E-mail addresses: jba@hi.is (J.B. Akason), olafsson@hi.is (S. Olafsson), ragnar.sigbjornsson@hi.is (R.
Sigbjouml;rnsson).
0925-7535/$ - see front matter 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.ssci.2006.06.003
- 介绍
地震是20世纪和21世纪最具破坏性的自然灾害（Bryant，1993; Marcuson等，2003）。不像许多其他类型的灾害，地震主要来源于自然力量，并没有任何警告。 对许多遇难者来说，一场地震的经历所造成的伤害是无法形容的，突如其来的的和沉重的打击。并且往往伴随着长期持续的心理后遗症，其影响会扩散到其它层面，甚至会带来一系列的后果。并且，在一场地震后，潜在的灾难可能会持续数月，可能会发生余震。因此社会和经济可能会持续几年处于动荡中。所以，地震后的社会和经济是一个越来越需要研究的话题，它需要科学的改进方法，但灾难研究似乎总是缺乏基础的理论和方法论以及缺乏适当的、能被普遍接受的测量工具。克服这些缺陷的研究工作仍在继续，其中包括越来越多的优秀案例研究，利用改进的概念定性方法以及统计程序和其他定量方法。
冰岛是大西洋中脊的上部分，是北大西洋分界的板块边界，标志着北美和欧亚板块之间的边界。 在冰岛从西南向北经过两个主要的断裂带，这些地区内的地震规模可能达到七级甚至更多。现有的历史记录，南冰岛的这种规模的地震在一个世纪内会发生一两次。 2000年6月发生的破坏性南冰洋地震是通过（1）强运动仪器以及（2）强度评估记录的冰岛最典型的地震事件。
“高强度”地震期间，住宅范围内对人们身体造成最大的物理危害之一就是松动或“不良”固定的家用物品和技术性非结构性设备（例如吊顶，热水器等）。事实上，这些是造成严重身体伤害或死亡以及社会动乱和昂贵、私密财产（即不同的家庭用品）的经济损失的潜在原因。因此，所有这些类型的松散家用物品的地震前安排，地震的强度，强烈的地面运动（通常表示为峰值地面加速度）和强度，肯定是最重要的。当然同样重要的是，人们在地震前对其房屋内准备“安全地点”保护措施和意识增加，这可以为在地震过程中躲避危险的飞行物提供有效的措施。并且不牢固的家居物体的危险一直是地方，国家以及国际应急事件研究人员和其他社会决策者和行政人员最深切关注的问题。
图1 2000年6月17日地震区的一个木结构住宅建筑（距离致使断层3.4公里）。 这些照片显示了研究区内典
型住宅的内部条件。图片A ：住宅建筑的外部结构。 照片B：地震期间受害者的位置（插图）（MMI VIII）。
照片C：当居民不在室内时，书架落在地上。
1971年冰岛国家民防部门1公开发布了关于地震安全的指示，通过国家电话指南和学校教学材料进行了广泛传播。 这些信息也直接发布给所有居住在冰岛高强度地震地区的居民，以及易发生地震的南冰岛低地区的居民。 大多数针对地震发生时室内的个人应急处理，其中包括“俯身跪着抱住头部”和“逃到门框，桌下和房间角落”等的紧急措施，这些措施都是来自 FEMA（联邦紧急事务管理局）及在美国之前的材料（1970年至2005年地震保护教育材料，2005年）。
1标注：2003年初，冰岛警察局国家专员新的民防部门接管了冰岛前国家民防部门（2003年4月4日第44号民防法案）。
这篇论文考虑到（1）地震爆发期间的室内环境，（2）地震强度，（3）导致地面断层原因的距离和（4）强烈的地面运动记录，介绍了地震感应效应的案例研究，这个案例研究是关于地震爆发时室内居民的人身安全。所研究的案例是2000年南冰岛地震序列，特别是6月17日和21日发生的事件，地震强度分别是6.6和6.5的震级。我们把重点放在选定的房屋和居住在其中的人（即样本受害者）。我们看看维尔蒂斯在住宅内寻求安全的尝试，以及地震时间的概念。此外，我们试图将结果与地震强度以及受害者与地面断层的距离联系起来。在两张图中，我们也尝试绘制评估的修正麦加利强度与峰值地面加速度以及Arais强度之间的关系。本文主要重点的研究地点是覆盖了距离6月17日和6月21日地震的地面断层约40公里的农村地区。
这项研究的目的是分析室内内部安全问题，以增加对地震爆发期间住宅室内安全的理解（见图1），并提出在未来的地震中可能采用到的可能起到预防性补救的措施。
2.方法论，研究领域和样本选择
社会研究方法（即参与者观察，深度访谈和问卷调查分析）被应用在这项研究中，168个住宅大楼随机抽样，居民约600人——同样也适用于180名受害居民的主要方式，至少一个居住区抽取一个样本 ——依靠震前研究样本住宅。在1700平方公里的区域内选取了住宅样本进行详细调查，其中约2400个住宅房屋和5000个居民住房。在所有调查中，住宅都是位于农村地区的低层单户住宅，建筑材料是现浇混凝土，木材和“砖石”，并且还选择了房屋样本，以确保它能够反映出与地震性质相关的基础地理的和结构的特征。其中包括：（1）地理分布，（2）年龄分布，（3）建筑类型和材料的分布。同时，我们还在样本中增加了一些其他住宅。（1）住宅，非常接近震中或有原因的断层，以及（2）以及处于强运动站的房屋。我们认为这些增加对于本文的目的是可取的。在冰岛南部的冰岛强运动网络以及样本中的每一所住宅中获得了使用MMI规模的地理定位和地震强度（MMI III-IV范围内的13名样本受害者，即占整个研究区总数的8％，在MMI V-VI内占103个，占总数的60％，在MMI VII-XI内占56个，占总数的32％;8个缺失值除外）。
3.结果
3.1 感知强度与强烈地面运动之间的关系
如上所述，在冰岛南部的所有强运动站都获得了修改的Mercalli强度（MMI） 试图将这些数值与地震爆发时强烈的地面运动相关联。 首先，MMI与6月17日和21日记录的峰值地面加速度有关。 由于Mercalli强度描述了地震的整体效应，因此判定这与代表整个记录地面加速度的测量方式有关。
例如，这种测量方法是RSRSS（总和的平方根）峰值地面加速度定义为q
Rsrss = X 2pga Y 2pga Z2pga（1）
这里，Xpga，Ypga和Zpga分别是峰值地面加速度分量，两个水平分量和一个垂直分量。 获得的数据连同以下回归曲线一起显示在图2中：
SRSS PEAK地面加速度（％g）
（MMI）修改的MERCALLI强度
图2.改进的Mercalli强度作为SRSS峰值地面加速度的函数。 三角形代表2000年6月17日和21日的地震数据。
蓝色曲线是通过线性回归分析之后的获得数据转换。
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Y frac14; aX b （2）
这里，X是指以％g给出的SRSS值（参见等式（1）），并且Y是指MMI值; 此外，a = 3.0841和b = 0.2130是等式1转换数据后通过线性回归获得的回归参数。按照等式（2）进行数据转换后得到的回归参数，该适应度被认为是公平的，其系数等于0.74。 值得注意的是，与使用上述的整体测量（即SRSS）相比，将单个加速度分量与MMI值相关的拟合所得到的结果比通过使用上述整体测量所获得的结果差。
应该指出的是，持续时间并未反映在SRSS高峰地面加速度中。 另一方面，Arias的强度确实在持续时间上有影响。 Arias强度张量的定义如下 (Akason and Sigbjouml;rnsson, 2002; Arias, 1970):
（3）
ai（t）是地面加速度的i分量作为时间的函数; T是记录的持续时间，g是重力加速度。 强度张量痕迹构成张量的“第一个”不变量，被认为是在此背景下的强地面运动代表性量度。这是，
（4）
指数x，y和z指的是加速度的两个水平分量和一个垂直分量。 图3给出了基于等式（2）的回归曲线的可用数据，等式（4）表示的X为Arias强度，采用以下参数：a = 3.5285和b = 0.1404，假设I1的单位为cm / s。 确定系数为0.72，或略低于上述使用情况，使用SRSS峰值地面加速度 。
3.2 幸运的时机和环境
许多样本受害者声称，如果2000年6月17日的地震发生在大多数居民都在家的时候，他们家中的一些松散或“很差”的家用物品可能会造成严重伤害，甚至是死亡。
6月17日是冰岛国庆日，当时绝大多数冰岛人放假庆祝一天。在平静而阳光明媚的下午15:41，第一次地震开始“突然间出现”。大多数居住在研究区的居民都在庆祝，在地震发生时，他们在露天或是精心打造的会议室里。考虑到住宅内大量的家用物品被损坏，我们询问了受害者如果在6月17日地震发生时他们大多数人在家会发生什么，他们的回答大多是例如，孩子们在地板上玩耍/爬行，而较弱的老年人正在四处走动。许多受访受害者认为会发生更多严重的伤害事件，甚至死亡。这些受害者的观点，加上我们自己的实地观察和对散乱的家庭用品的损害记录，强烈地表明，如果没有在外面庆祝，或者如果6月17日的地震发生在大多数人在他们房屋内，相当多的人会受到严重伤害甚至死亡（Akason，2004; Akason and Sigbjouml;rnsson, 2002)
（MMI）修改的MERCALLI强度
ARIAS强度（cm / s）
图3.改良的麦卡利强度（Akason和Sigbjo- son，2002; Arias，1970）作为Arias强度的函数，由Arias强度张量的第
一个不变量表示。 三角形表示来自在2000年6月17日
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