为什么比萨斜塔是斜的呢

为什么比萨斜塔是斜的呢,第1张

比萨斜塔为什么是斜的(为什么比萨斜塔能斜而不倒)

比萨斜塔是意大利比萨大教堂的钟楼。这是一座直径16米的圆形塔楼,共有8层,每层楼的外部都有拱廊环绕。这座塔不仅以其令人瞠目结舌的倾斜度吸引了全世界好奇的目光,而且似乎在宣告众所周知的静力学定律根本不适合它...

为什么比萨斜塔可以倾斜却不会倒下?几个世纪以来,许多人一直在争论这个话题。人们一度怀疑这座倾斜的钟楼是故意设计建造的。真的是这样吗?19世纪,随着越来越精确的建筑勘测工具和地下勘探设备的应用,专家们开始尝试用科学工具来揭示斜塔的奥秘。对历史档案的进一步研究也印证了人们的疑惑:这座钟楼原本可能是设计成一座正常的直塔,不料却在建造之初就偏离了正确的位置!

原来,比萨斜塔之所以倾斜,是因为它的地基土层极其复杂:它不仅被不同材质的土壤分成几层,而且这些土层是由各种软粘土材质和砂质粉土构成的。更糟糕的是,地基下的地下水位也很浅,深度只有1m左右。根据最新的地质勘探,钟楼的位置位于古老的海岸线上,也就是说建造时地基土已经沙化。如此一来,比萨斜塔这个“大家伙”在建成后不久就注定会产生不均匀沉降和倾斜。

为了防止斜塔过度倾斜,很多人都伤透了脑筋。173年钟楼建成时,原计划建8层。然而,当大楼到达第四层时,大楼已经明显倾斜。工程停了近50年才重新启动,放置铜钟的楼层直到1350年才建成。这一次,建造者故意反方向倾斜,以补偿和纠正建造上层时重心的偏差。当它建到第七层时,塔不再是垂直的,而是弯曲的——矫枉过正的结果是斜塔开始以更大的角度和速度向相反的方向倾斜。随着时间的推移,斜塔和它下面的土壤似乎达到了某种平衡。然而,1838年的一次勘测实验意外破坏了斜塔与土层之间的平衡,塔顶的水平位移突然增加了20厘米之多。1972年,当地地震发生时,斜塔再次受到强烈冲击,倾斜速度明显加快。在再次修复之前,塔顶已经偏离设计铅垂线4.2米。自1990年以来,意大利政府开始了一项拯救斜塔的长期工程。这一次,为了不因为沉重的设备和脚手架造成新的麻烦,工人们被吊在像蜘蛛侠一样的轻质铝制平台上。2007年6月,比萨斜塔被成功扶正约45厘米。

中世纪,地质勘探技术还不发达,不均匀沉降导致的建筑物倾斜在当时是不可避免的。今天,人们在设计和建造建筑物之前,必须对地质地层进行取样和计算,并通过科学的结构设计来确保建筑物的稳定性。所以这种意想不到的倾斜在现代建筑中很少发生。

为了探究斜塔“斜而不倒”的原因,许多专家还用先进的仪器对斜塔的材料和结构进行了检测。比萨古代史学家皮洛迪教授经过研究认为,每一块用来建塔的石头都是好的石雕,石头之间巧妙的咬合有效防止了塔因倾斜而断裂,这是斜塔能够安全屹立近千年的内在因素。

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