嘉宾简介
王东明，男，1977年5月出生，博士，研究员。2009年毕业于中国地震局工程力学研究所，获工学博士学位。2004年在中国地震应急搜救中心参加工作，2009年被评为副研究员，2009年担任科技开发处副处长；2010年调入中国地震灾害防御中心，现为结构抗震技术部主任，国家地震灾害调查与评估技术专家组副组长、中国灾害防御协会应急救援专业委员会副主任委员、国家地震灾害调查高级评估师、中国国际救援队结构专家、中国红十字会抗震基金会专家、中国地震学会会员、中国力学学会会员。兼任防灾科技学院硕士导师、大连理工大学博士生合作指导教师。
2008年5月，汶川地震灾区，某处傍山公路。
公路两端挤满了人和车，大家都在焦急地等待着交警放行。
路边的山体上，一块巨大的岩石摇摇欲坠。
危险，一触即发。
突然警察开始分开人群车辆。随后，一辆越野车缓缓地后退，后退……
就在大家以为它要掉头离开时，它却猛然加速，如离弦的利箭一般飞速穿过了山路。
……
当中国地震局的结构抗震专家王东明向我们讲起这段经历时，说者风轻云淡，听者惊心动魄。
身为地震领域的专家，直面死亡，似乎是不可避免的宿命。
“地震是人类无法避免的自然灾害。做好建筑结构的抗震工作，遭遇大地震可以少死人、甚至不死人。这样再大的地震也不过是寻常灾害。”王东明这样解释自己的工作。
王东明现为中国地震灾害防御中心结构抗震技术部主任、国家地震灾害调查高级评估师，主要从事震害预测、震害虚拟仿真、应急救援等方面的研究。
结构抗震是咋回事？
地震袭来，房倒屋塌，家破人亡，在人们心目中已经成为对大地震的默认设置。但在王东明眼里，这一切都将会改变。“如果采取一定的科技手段，在大地震袭来时，房不倒屋不塌并非是不可能的事情。”
采访伊始，王东明即开诚布公地说：“在目前地震预报精度未过关的现状下，地震减灾的重点应该是灾害防御。这方面智利、日本、美国、新西兰等国家做得好值得我们学习。”
王东明开始细数国外多次强震的受灾情况。
智利是世界上地震最频繁的地区之一，这里大约每十年就发生一次里氏8级左右的地震，但是每次大震袭来，智利因地震而死亡的人数却一直不多。2010年2月27日，智利人口稠密的首都圣地亚哥附近发生了里氏8.8级大地震，造成802人死亡。
“大震死亡人数少，究其根本原因在于智利的建筑物抗震性能好。不同于我国建筑对室内装修的过分追求，智利的建筑更注重结构本身，比如提高混凝土强度等级、保障配筋率等。震害防御的根本在于加强工程结构抗震,把房子建结实。”
“地震死亡人数少，人们对地震不会感到太大的恐惧，就会将地震看作寻常灾害。地震袭来，才不至于造成大范围的社会恐慌，避免造成不必要的损失。”
正面的例子是2011年发生在新西兰第二大城市克莱斯特彻奇的里氏6.3级强烈地震，震源深度距离地表仅有4千米。地震共造成182人遇难。而这不足200的死亡人数，却是新西兰近80年的历史上地震伤亡最惨重的一次。
反面的例子是2010年1月12日发生在中美洲的海地大地震，震级里氏7.0级，经世卫组织确认，超过27万人死亡。
“死亡人数的巨大差异主要在于房屋结构抗震性能的差异。在复杂条件下,地震造成的房屋破坏，还会引发火灾等次生灾害，同样会造成大量的人员伤亡。”
1923年9月1日，日本关东地区发生7.9级（后人重新测算为8.1级）强烈地震。地震发生时，恰值中午，东京等地的市民忙着做午饭，许多人家炉火正旺。地震造成木质房屋的大量倒塌和煤气管道破坏，东京等地顿时变成一片火海，爆炸声、火灾中人们的呼救声此起彼伏，整个日本关东地区变成了人间地狱。
“所以对于城市来说，防震减灾是一个系统性工程。”
地震本质上是地壳内部板块之间的错动和断裂。这种地壳运动造成地表变形和地面震动，导致房屋承重结构发生变形、破坏，甚至倒塌。与此同时产生的地面震动则可能与房屋自身的振动频率相呼应，引起房屋的剧烈共振，直至振动超过了房屋的承受能力，房屋倾颓。
地震来了，不能跑出屋子吗？
“大地震产生时，大地剧烈晃动，人根本难以站稳，更别说往外跑。所以有小震不用跑，大震跑不了的说法。这样，提升房屋的结构抗震能力就显得尤为重要。”
提升房屋的抗震能力要从提高结构承载力和控制结构地震反应两方面入手，结构承载力就是结构抵御地震作用的能力，而控制结构地震反应则通常是控制结构的位移和变形。
在实际工程应用中，控制结构地震反应除了传统的提升结构刚度和承载力的方法，还可采用隔震装置。将震动引发的变形能量集中在有弹性的隔震垫上，可有效地减少房屋地基和地上部分之间的相对位移。同时，地震传来的能量大部分被隔震垫吸收，一般只能传上去1/8左右。“汶川地震后，芦山澳门援建的医院，采用了隔震技术，经过7.0级地震考验，不仅医院的主体结构没有受到地震破坏，连医院的仪器设备都没被地震损坏。”
“除了隔震技术外，工程应用中还可以采用加阻尼器的方法，达到减少房屋振动振幅的目的。一般来说，可以消减50%的振动。通俗地说，就是让房屋的摆动幅度减少一半。”
他举例说，台湾位于欧亚大陆板块和菲律宾海洋板块的聚合交界地带，地震频发，但这没阻挡台湾人民建筑摩天大楼的雄心。著名的台北101大楼在2010年前是世界第一大高楼，目前由于迪拜塔和上海中心大厦的落成，已经退居全球第三。这座大楼就是采用阻尼器抗震的一个范例。
在动工之前，地质学家即对台北101大楼附近的地质结构进行了勘探，结果发现距离选址200米附近有一处距地表10米深的断层。于是这项工程在设计之初，就请台湾地震工程研究中心进行了地震模拟，并设计了相应的结构抗震方案。
考虑到台北101大楼时常要遭到台风肆虐，他们选择了调谐质块阻尼器，在88至92楼挂置一个直径5.5米、重达660吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。这是全球最大的阻尼器，一直悬挂在楼体外侧，供游客们观赏。
中国幅员辽阔，地震多发。王东明希望，他所讲述的这些成功抗震保护生命的实例，不再是别人的故事，未来也发生在神州大地上。
导师的作用是指明研究方向
王东明很年轻，尚未到不惑之年，却已经在2014年和2015年连续两年获得了中国地震局科技进步一等奖，其中2014年还名列一等奖第一名。
王东明的本科毕业于辽宁工业大学，所学专业是工业与民用建筑。他没有成为一个建筑师，而是成为一名地震灾害防御领域的结构抗震科学家。“我从前学的是盖房子，现在研究的是如何把房子建造得更结实。”他打趣着自己职业的转变。这一切缘于2001年他有幸投奔到了中国地震局工程力学研究所所长孙柏涛的门下。
“我们所的大楼是当年梁思成指导设计的，地下一层地上三层。古色古香，是文物级的建筑。”说起曾经的求学圣殿，已经身为硕士生导师的王东明仍有种孩子气的自豪。中国地震局工程力学研究所位于哈尔滨，前身是中国科学院土木建筑研究所。1984年，成为中国地震局工程力学研究所。该所目前是国内唯一以地震工程和防灾减灾为主要研究领域的国家公益性科研机构。
现任所长孙柏涛是王东明的硕士以及博士导师。“一个导师最重要的是，总能给学生指明学科发展方向。”言语间，王东明对导师多少有些小崇拜，勾起了我们对孙柏涛的好奇心。我们本以为孙柏涛所长应是老当益壮的长者，没想到竟然是年富力强，他仅仅比王东明大十几岁，却已经是蜚声国际的地震灾害防御专家，现为联合国城市灾害评估专家组成员（Member of UNDAC）。
“2001年，我大学刚毕业，对地震还不了解。研究生导师孙老师和我谈，说地震中有个问题，地震过后老百姓不敢回房子里住，在户外搭帐篷生活。在饮食、上厕所、取暖和社会治安等方面都会导致很多问题。拿最简单的生火做饭来说，如果不慎引发火灾，很容易在帐篷之间蔓延。孙老师为此很忧虑。他说，现在有几个研究方向可让我选择，但是他眼下最想做的就是对震后的房屋做安全鉴定。孙老师问我，你能不能帮我做这个事情？我二话没说就答应了。”
在孙老师的指导下，王东明在读硕士期间就做出了国内第一套地震现场房屋安全性评估模型。
2004年硕士毕业后，王东明本想去日本留学，学习结构抗震技术。但是和孙老师的一番交谈后，他决定留在国内，到中国地震局应急搜救中心工作。2005年11月26日江西瑞昌发生了里氏5.7级地震后，当地老百姓纷纷选择在户外搭帐篷。王东明作为地震现场应急队员，亲眼看到了大冬天里百姓露宿室外的各种困苦。“在灾区现场，为老百姓进行房屋地震安全性鉴定，老百姓就可以早日结束露宿之苦。”
“在地震灾区，即使地震烈度很小，房屋没有明显的损坏，老百姓也不愿意回房子里住。住在房子里怎么说也比露天宿营舒服。有时遇到宾馆酒店，我们进去查看评估一下主体结构，没问题就进去住。宾馆的服务员和其他单位的地震救援人员看到地震局的人进去住了，也就放心勇敢地跟着住进去了。”说到这里，王东明羞涩地低了低头。
灾区现场房屋安全性鉴定，还涉及震后救援。震后总会有幸存者被埋在废墟中。
如何有效地施救，是门学问。一个幸存者的周围可能还会有其他幸存者，贸然采用机械施救，不仅可能直接伤害到其他幸存者，甚至有可能导致废墟的进一步坍塌，给救援人员带来生命危险。因此在灾区现场，也要对废墟的承重结构和受力情况，以及可能出现的后续倒塌进行即时性的风险评估。
2008年汶川地震，王东明作为国家地震应急队员，第一时间赶到了地震灾区。“我去的第一处废墟是一所学校。废墟里面是死亡的孩子，废墟外面家长们哭成一片。”
王东明的心里非常难受。到指挥部报到后，他马不停蹄地奔赴救援第一线。于是才有了本文开头那惊险的一幕。
“我们当时已经在公路一头等了一个小时了。警察不让通行，我们拿出中国地震局的工作证件也没有用。这样我们就赶不到下一个评估区，完不成当天的评估任务了。最后磨破了嘴皮，保证后果自负后，警察才让我们通行。”
“我们先是倒车，向后开出一段距离，再向前加速开，尽可能缩短在巨石下的通过时间。警察最后也同意了这个方案。”靠着大胆的科学规划，王东明他们就这样从摇摇晃晃的巨石下冲了过去。
“我们是幸运的。我们的一些地震局同行有的就没有这么幸运了。在汶川和其他的地震灾区，都有因山体滑坡被掩埋牺牲的同事。有一个地方局的领导，在一次地震中，从车上下来步行去调查地质情况，刚走开几分钟，山体突发滑坡，将汽车推到了山下。死里逃生。”
地震救援是和死神在赛跑。孙柏涛、王东明这样的建筑结构专家，必须随叫随到。带着矿泉水和压缩饼干，走到哪里就住在哪里。
“汶川地震时，我住在一个网球场上。凌晨3点被叫醒，去配合俄罗斯救援队到一处废墟救援幸存者。我的导师孙柏涛，在震中映秀镇，没有帐篷、睡袋和行军床，晚上直接睡在人行道的石板上。”
2010年王东明调入中国地震灾害防御中心，参与组建结构抗震技术部。现在结构抗震技术部已经由最初的3个人发展为十几个人了。
生死之间的事情马虎不得。王东明认为地震应急是涉及大局的事情，必须认真备战。他主持制定了《结构抗震技术部地震应急办法》《地震应急处置室应急预案和管理办法》，将应急职责明确到人，做到应急准备和地震灾害事件无缝对接。他定期组织部门开展地震应急处置演练，努力提高地震应急处置能力和水平，确保震防中心应急队员“召之即来，来之能战”。于是他落下了严厉的名声。
中国地震灾害防御中心的徐桂华研究员这样评价王东明：“王东明对学生、对下属特别严厉。有谁做得不对，他的脸马上就绷起来了。有时我敲门进去，就目睹他在训人。在很短的时间内，他这一组的年轻人都成长得特别好。”
王东明的下属王婷说：“他对工作有洁癖，总是要求做到极致，对大家要求比较高。说话比较犀利，完全不讲面子，着急了甚至也会斥责几句。”
王东明对此解释称：“我是爱之深，才责之切。越是看到哪个年轻人有前途，我越要严格要求。孙老师也是这样的，在他眼里，没有前途的学生，他是不会去费口舌的。”
2013年四川省雅安县芦山7.0级地震发生时，王东明正带领课题组在外出差。他们第一时间向领导请求参战，从外地直接赶赴现场，不眠不休地连续工作了近40个小时，完成了震害调查、烈度调查与评定、抽样调查以及灾评报告编写等工作。
对于恩师，王东明充满了感激之情。“我的导师对我的指导长达10年之久，从2001年入学到2009年博士毕业。到今天导师仍在时不时地指导我的工作。导师带学生，其实是带领学生进入一个行业。导师高瞻远瞩，才会引导学生攻克重要的科研难关，开辟新的发展道路，这样整个行业才能兴旺发达，一门学科才能真正地造福公众。”
作为中国国际救援队的结构专家，王东明已经是有着11年地震现场应急经验的老队员了。“每次直面同胞的死亡，心理压力极大。每次都要花费极大的努力，才能缓解心理上的阴影。”
悲痛，有时会激发起极大的动力。
自己家的房屋抗震安全吗
说一千道一万，我们自家的房屋安全吗？能抗几级地震？这才关系到每个人的切身利益。
王东明告诉我们，尽管改革开放以来我国城市化进程的加快，每年新建建筑量是全世界最大的国家，新建大多是钢筋混凝土结构具有较好的抗震性。但由于历史原因，我国仍然是世界上少数几个砖砌体结构占大部分的国家之一，砌体材料虽然取材方便，成本较低，但其自重过大，整体性差，因此历次地震中受灾最严重倒塌房屋最多的建筑主要以砌体结构为主。我国幅员辽阔，区域间气候条件、自然环境、经济水平、民族文化等造成建筑上具有明显的差异性，同一地区也会因建造年代、设防水准、建造方式等造成建筑的抗震水平不一。我国的城市因人口、财富、产业的快速聚集已经成为地震风险滋生和酿造地，同时我国农村不设防的现状还远未解决。努力实现从注重震后救助向注重灾前预防是最为人道的选择，这就需要不但对新建建筑加强抗震监管，对老旧建筑更需要进行抗震加固和改造。
“震害防御工作两句话可以概括：地下搞清楚，地上建结实。地下搞清楚主要查断层，地上建结实指房屋要采取抗震措施。”已经成为国家地震灾害调查高级评估师的王东明这样总结道。
地下搞清楚，主要是准确定位活动断层位置及发震危险性。
大量的震例表明，活断层不仅是产生地震的根源，而且还是地震灾害的元凶。7级以上的地震往往造成地表数米的错动，目前的抗震设防措施还难以阻止其错动对地面设施的破坏。中国地震局自2000年以来就开展了中国活动断层探测。目前，已经完成了4座直辖市、23座省会城市以及近百座地级和县级市的活动断层探测工作。
王东明的发力点在于“地上建结实”。
“孙老师对灾害的认识非常深刻。他说防震减灾必须首先从国家层面入手。城市抗震减灾必须要有政府的重视和社会参与。”
现在王东明团队建立了区域建筑物的抗震能力评价指标体系和分析模型，首次绘制了全国县市尺度建筑物抗震能力指数分布图（1:100万），可为地震应急区划、地方应急预案编制、防震减灾规划等提供科学依据，并且他们还同时承担3个城市“城市抗震防灾规划”，开展精准防灾工作。“宁可备而不震，也不能震而不备。”王东明总结道。“对地震灾害不做预防，这是责任事故。”
为此，王东明他们提出了地震震害仿真计算模型及仿真方法，给出地震灾场模拟技术方案，研制了地震灾害损失评估虚拟仿真培训系统和城市震害预测虚拟仿真系统软件。两套软件分别在全国地震灾害损失调查评估培训和城市震害预测中进行了应用。
“大地震来临后，通讯系统中断，总会有几分钟甚至更长时间的黑箱期。政府部门无法在第一时间内判断出震中和受灾最严重的地区，也就无从高效合理地分配救援力量。”
“如果在地震前，能够明确城市地域内的断层位置，对不同区域的地震灾害风险有初步的预判，对不同区域的人口数量心中有数，地震来临后，政府可以快速地组织救援。”
在这个过程中，王东明雄心勃勃，他要让自己的科研成果直接造福于老百姓。
“我们在这些城市对现有的住宅结构类型进行调查统计，找出各种不同结构类型的承重结构所在，然后结合不同地区发生地震的概率，以及可能的地震等级，对不同房型户型的抗震性能进行评分。这样每个人对于自家的住宅抗震性能都能有个大致的了解。一旦地震来袭，也知道在家里如何避险。”
非这3所城市的居民，又如何能够从这些项目中受益？
“要想真正地实现防震减灾，必须要落实到每个住宅、每个人。每所住宅要加固，每个人要心里有数。我们这几个城市的合作，是有项目经费支持的，我们可以组织调查员入户进行调查。其他城市的居民，我们同样想要予以帮助。我们希望能开发一个软件，每个人都可以将自家住宅拍照或录入相关的信息后上传。我们的数据库里有大量数据做支撑，软件会根据录入信息直接给出评估结果。”
这个工作量可不小。
“我希望，能发动大学生志愿者来做这个工作。他们不仅可以拍自己家，还可以帮助那些孩子不在身边的空巢老人拍他们的房屋，告诉这些老人或者其他还不会使用软件的人，一旦地震来临，他们在家里应该怎么做。”
路是一步步走出来的。
现在他们针对地震系统内部已经研制出了“中国地震灾害损失调查评估培训系统”。这套系统具备九大功能模块，可为全国地震现场工作队提供损失评估业务培训和资格认定。除此之外，具备数据共享服务、模拟实战演练、快速灾情预估、协同联动等功能，已在工信部正式备案了域名（www.dzzp.net.cn），通过互联网直接服务所有用户。目前，在全国5次举办培训班及受邀为十几个省（区）培训和考试近5000人次，获得了普遍赞誉。
王东明骨子里是很时髦的。
他们研制的中国地震救援废墟安全评估综合管理系统（www.dzjy.org.cn），给出了“基于废墟结构安全评估人工神经网络BP模型”并建立了地震废墟安全评估系统，可为救援队员提供科学实用的技术支撑和培训服务。这套系统很早就采用了虚拟现实（VR）的理念。
“我的导师孙柏涛早在10年前，就提出了在国际救援队的日常训练中采用VR技术的建议。当时很多人认为，这是异想天开。现在我们已经把它变成了现实。科学家必须要有超前意识。”
“地震救援，必须要经过专业性的训练。灾害废墟并不是一种类型，而是多种类型的。限于财力场地，不可能建设多种类型的灾害废墟。更重要的是，在模拟的灾害废墟中训练，救援队员同样要冒着风险，也会被脱落的柱子、混凝土砸到。采用虚拟现实技术，那么有多少种地震废墟，就可以模拟出多少。救援队员，可以尝试各种可能的救援方式，并且能保证自己的人身安全。”
这些科研成果，都是王东明带领着团队“白+黑、5+2”苦干出来的。为完成震防中心承担的国家地震社会服务工程项目——地震专业机构应急协同单元的建设任务，王东明从技术方案的认真审核、严格把关到进场施工的规范监管、现场办公，再到合同谈判组织及项目进度、质量控制、设备进场、软硬件测试、试运行等一系列环节进行精细化管理，使该项目成为社会服务工程中第一个完工的项目。
“项目建设好了只是第一步，关键是要管理好、使用好，让国家在减灾事业上的投入真正见到实效。”“震防中心应急处置室”现已成为震防中心应急指挥的重要技术支撑平台多次该小组的地震灾情快速预估报告得到了行业内普遍认可。
“地震是小概率事件，加强培训特别是实战培训非常重要，必须倾力抓好。”王东明连续5年为全国培训班授课。除此之外，应邀为近20个省市培训、授课，常常连续作战24小时进行实战演练。
房屋的质量，其实是房地产商的良心工程。让房子建得结实，一要靠国家建筑管理部门的监管，二要让房地产商知道，房子建得结实，虽然钱花多了些，实际上却是对自己有利的。
我国现在已经开始推地震安全示范工程和地震安全示范社区。王东明有个大胆的设想，未来可以邀请第三方机构对房屋的抗震性能进行科学的评估，从房屋的抗震、减隔震设计到施工中用了什么型号的多大粗细的钢筋，什么标号的混凝土，方方面面进行评估，让买房者买的放心。当消费者为了更安全的抗震住宅纷至沓来时，房地产商的钱袋子鼓了，前期为了建结实房子的高投入有了回报，就会乐此不疲地接下来建设更多抗震安全的房子。这样就有可能形成一种良性循环。
当大地震来袭，惟愿中国的房屋稳如磐石。
“这又不是不可能的。云南省每次地震，死亡人数比其他省份少，和当地的穿斗木房屋独特的结构体系是分不开的。穿斗木结构的木柱会浮放在石头墩上，这些石头墩就起到了一个隔震垫的作用，同时穿斗木结构整体的木构件连接是采用的传统的榫卯结构，地震作用下会发生错动，起到了阻尼器耗能减振的作用。另外木结构整体的重量轻，榫卯结构整体性好，地震来时，可能被震的东倒西歪，但是房子整体结构不倒塌，不会砸死人。”
所以，事在人为。
作者简介
许秀华，资深科技记者，本刊编辑部主任，中国科普作家协会会员，中国生物工程学会会员。出版过《爱妻宝贝健康录》《超级农业》《卢良恕院士传》等多部科普著作，并以《转基因，给世界多一个选择》获得2014年全国优秀科普作品奖。
本文刊登在《今日科苑》杂志2016年7月刊《青年才俊》栏目，首发于“科学家”公众号
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