比萨斜塔不倒的原因(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。这是一个直径16米的圆形塔楼,有8层,每层都被一个拱廊环绕。这座塔不仅以其引人注目的倾斜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.

比萨斜塔不倒的原因(为什么比萨斜塔能斜而不倒)

  比萨斜塔为什么可以倾斜而不倒?几个世纪以来,许多人一直在争论这个话题。有人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测量工具和地下勘探设备的应用,专家们开始尝试使用科学工具来揭示斜塔的奥秘。历史档案的进一步研究也印证了人们的疑惑:钟楼本来可能是设计成正常的直塔,但没想到,它在建造之初就偏离了正确的位置!

  本来比萨斜塔之所以倾斜,是因为它的地基土层极其复杂:它不仅是由不同材料的土分成几层,而且是由各种软粘土材料和砂质粉土形成的。更糟糕的是,地基下的地下水位也很浅,只有1米左右的深度。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,地基土在建造的时候就已经荒漠化了。这样一来,比萨斜塔这个“大家伙”,注定很快就会产生不均匀沉降和倾斜。

  为了防止斜塔过度倾斜,很多人都绞尽脑汁。1173年开始修建钟楼时,原计划修建八层。然而,当大楼建到第四层时,大楼明显倾斜了。工程停了将近50年才重新开工,放置青铜钟的那一层直到1350年才加上去。这一次,建造者在建造地板时故意向相反的方向倾斜,以补偿和校正重心的偏差。当塔建到第七层时,它不再是垂直的,而是变成了弧形。由于矫枉过正,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,斜塔和下面的土层似乎达到了一定的平衡。但1838年的一次勘测实验意外破坏了斜塔与土层之间的平衡,使塔顶水平位移突然增大多达20 cm。1972年当地地震后,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,为了避免重型设备和脚手架带来的新麻烦,工人们被吊在了蜘蛛侠那样的轻质铝平台上。2007年6月,比萨斜塔成功拉直45 cm左右。

比萨斜塔不倒的原因(为什么比萨斜塔能斜而不倒)

  中世纪地质勘探技术不发达,建筑物不均匀沉降倾斜是必然的。今天,在设计和建造建筑物之前,人们应该对地质地层进行采样和计算,并通过科学的结构设计来保证建筑物的稳定性。所以现代建筑很少会出现意外倾斜。

  为了探索斜塔“倾斜而不倒”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测试。比萨中世纪历史学家皮罗迪教授研究后认为,塔上建造的每一块石头都是很好的石雕,石头之间巧妙的咬合有效防止了塔因倾斜而断裂,这是斜塔安全屹立近千年的内在因素。

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