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小学生夏令营‖比萨斜塔为什么是倾斜的?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-27  浏览次数:1984

小学生夏令营‖比萨塔为什么是的?

建筑历史
比萨斜塔.jpg

意大利比萨斜塔修建于1173年,它由著名建筑师那诺·皮萨诺主持修建。它位于罗马式大教堂后面右侧,是比萨城的标志。

开始时,塔高设计为60米左右,但动工五六年后,塔身从三层开始倾斜,直到完工还在持续倾斜,在其关闭之前,塔顶已南倾(即塔顶偏离垂直线)3.5米。1990年,意大利政府将其关闭,开始进行整修工作。

在实际工作中,许多有关专家对比萨斜塔的全部历史以及塔的建筑材料、结构、地质、水源等方面进行充分的研究,并采用各种先进的仪器设备进行测试。

比萨中古史学家皮洛迪教授研究后认为,建造塔身的每一块石砖都是一块石雕佳品,

石砖与石砖间的粘合极为巧妙,有效地防止了塔身倾斜引起的断裂,成为斜塔斜而不倒的一个因素。但他仍强调指出,当务之急是弄清比萨斜塔斜而不倒的奥妙。

从事观测该塔的专家盖里教授根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度推测出,斜塔将于250年后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。但是公共事务部比萨斜塔服务局的有关人员,针对盖里教授的看法提出了反驳,认为只按数学方式推算是不可靠的,比萨斜塔是一个由多种事实交织成的综合性问题

另一些研究者调查发现比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜,尔后又转向南倾斜,他们同样认为该塔在过去几百年间斜而不倒,250年后倒与不倒恐怕不能局限于简单的假设和预测。

当然,最关心斜塔命运的自然是比萨人,尽管他们也对斜塔的倾斜感到担忧,但更多的是骄傲和自豪,为自己的故乡拥有一个自认为可与世界上著名建筑媲美的斜塔而感到自豪。他们坚信它不会倒下,他们有这样一句俗语,比萨塔像比萨人一样健壮结实,永远不会倒下去。

他们对那些把斜塔重新纠正竖直的建议最为深恶痛绝。如1934年,在地基及四周喷入90吨水泥,实施基础防水工程,塔身反而更加不稳,向周围移动,倾斜得更快。

比萨大教堂钟楼的建造开始于11738月,设计为垂直建造,但是在工程开始后不久(1178),便由于地基不均匀和土层松软而倾斜,1372年完工,塔身倾斜向东南。

工程曾间断了两次很长的时间,历经约二百年才完工。它的设计者是那诺·皮萨诺。

在钟楼入口右侧墙上发现的碑铭记录了钟楼开始建造的年代:“A.D. MCLXXIV. CAMPANILE HOC FUIT FUNDATUM MENSE AUGUSTI”,译为此钟楼奠基于公元11738

倾斜原因
意大利比萨斜塔.jpg

比萨斜塔之所以会倾斜,是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层,各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成,而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明,钟楼建造在了古代的海岸边缘,因此土质在建造时便已经沙化和下沉。

比萨斜塔在建筑的过程中就已出现倾斜,原本是一个建筑败笔,却因祸得福成为世界建筑奇观,伽利略的自由落体试验更使其蜚声世界,成为世界著名旅游观光圣地,每天都吸引着成千上万的游客,因而它也是比萨市的经济支柱。但随着时间的推移,斜塔倾斜角度的逐渐加大,到上个世纪九十年代,已濒于倒塌。199017日意大利政府关闭对游人的开放,1992年成立比萨斜塔拯救委员会,向全球征集解决方案。

斜塔的拯救,历经的很多的方案,但都未见效。最终拯救比萨斜塔的,是一项看似简单的新技术 ——地基应力解除法。其原理是,在斜塔倾斜的反方向(北侧)塔基下面掏土,利用地基的沉降,使塔体的重心后移,从而减小倾斜幅度。该方法于1962 年,由意大利工程师Terracina针对比萨斜塔的倾斜恶化问题提出,当时称为掏土法,由于显得不够深奥而遭长期搁置,直到该法在墨西哥城主教堂的纠偏中成功应用,又被重新得到认识和采纳。比萨斜塔拯救工程于199910月开始,采用斜向钻孔方式,从斜塔北侧的地基下缓慢向外抽取土壤,使北侧地基高度下降,斜塔重心在重力的作用下逐渐向北侧移动。20016月,倾斜角度回到安全范围之内,关闭了十年的比萨斜塔又重新开放。



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