比薩斜塔傾斜了800年,為什么如今還能屹立,斜而不倒?
比薩斜塔傾斜了800年,為什么如今還能屹立,斜而不倒?
比薩斜塔建于12世紀(jì),已有800多年的歷史。它是**名人和Pisa的標(biāo)志性建筑。
事實(shí)上,比薩斜塔從建造之初就開始傾斜,但當(dāng)然它已經(jīng)完工了。比薩斜塔之所以傾斜,是因為其地基下土層的特殊性。
在比薩斜塔下,有幾層不同材質(zhì)的土壤。各種軟淤泥和極軟粘土的沉積物交替形成,地下水層深達(dá)一米左右。
因為比薩斜塔建在地中海沿岸,建造時土壤已經(jīng)沙化下沉,所以從建造之初就會傾斜下沉。鐵塔在經(jīng)歷多次大**后仍不倒塌的主要原因是,鐵塔的高度和剛度與地基土的柔軟性相結(jié)合,極大地改變了結(jié)構(gòu)的振動特性,使鐵塔不與**運(yùn)動發(fā)生共振,這是其生存的關(guān)鍵。
然而,這可以 隨著時間的推移,比薩斜塔無法停止傾斜,所以我們現(xiàn)在看到的是人工修復(fù)的結(jié)果,作為一個標(biāo)志性建筑,它為意大利吸引了至少100萬人。美國旅游業(yè),以及意大利古典建筑和世界遺產(chǎn)。
比薩斜塔因16世紀(jì)的伽利略實(shí)驗而聞名于世,所以為了讓這樣一個著名的可以賺錢的世界遺產(chǎn)屹立不倒,意大利**在比薩斜塔即將倒塌的事實(shí)發(fā)生之前,于上世紀(jì)90年代將其關(guān)閉,禁止游客前往參觀。首先,為了防止它再次傾斜,塔的底座與泥土分開,泥土向塔的反方向挖。用了一萬多噸的重量,塔自然被翻回來一點(diǎn)點(diǎn)。雖然幾年來都是這樣,但并沒有解決實(shí)質(zhì)性的問題。所以后期通過抽走的方式重建了地下配水系統(tǒng),將塔與大地完全隔離,避免了**帶來的破壞。
同時對整個塔基進(jìn)行加固,防止鐵塔再次傾斜。
從近幾年的天氣變化和每年數(shù)百萬游客的參觀來看,重建后的比薩斜塔沒有再發(fā)生傾斜,可見斜塔的修復(fù)工作是成功的。所以,在未來,比薩斜塔應(yīng)該還是可以屹立在亞平寧半島上的。
比薩斜塔為什么倒不了?
首先,比薩斜塔肯定是要倒的?,F(xiàn)在之所以沒有倒下來,是因為它的圓形結(jié)構(gòu),以及它自下而上的建筑特點(diǎn),支撐著它。當(dāng)塔的斜面內(nèi)壁超過從傾斜的角尖開始的垂直線時,就會有倒塌的危險。
目前,斜坡的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于墻壁的厚度。如果沒有超級地殼運(yùn)動,幾百年都不會倒。
比薩斜塔為什么不會倒塌?
在意大利西北部的古城比薩,有一個舉世聞名的奇觀——比薩斜塔——,著名的物理學(xué)家伽利略也在這里進(jìn)行過實(shí)驗。
比薩斜塔建于1173年,花了200年才于1370年完工。
該塔共分八層,全部由大理石制成,總重約14553噸,高54.5米。
比薩斜塔建成后,塔頂?shù)闹行狞c(diǎn)已經(jīng)偏離垂直中心線2.1米,而且隨著時間的推移,傾斜度一直在加大。到1986年,塔頂中心點(diǎn)已經(jīng)偏離垂直中心線近5米。那么為什么比薩斜塔會傾斜呢?許多學(xué)者對此進(jìn)行了研究,但提出的假設(shè)和推測卻大相徑庭。
有學(xué)者認(rèn)為,意大利建筑師在建造這座塔時,利用了建筑中的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)原理,考慮到當(dāng)時地形、風(fēng)向等自然環(huán)境的特點(diǎn),故意將塔的重心向南傾斜,從而建造了斜塔,以顯示其杰出的建筑才華。數(shù)百年過去了,雖然塔身不斷傾斜,但從未倒塌,塔壁上甚至沒有一條裂縫,足以說明建筑師 的技能。
然而,另一種觀點(diǎn),與上述說法相反,認(rèn)為塔 的傾向是建筑師不熟悉
也有學(xué)者認(rèn)為,斜塔下可能有幾條地下水礦脈,比薩市民長期在此抽取生活用水,加速了地基的脆弱。塔的傾斜度之所以繼續(xù)增大,是因為地下水位下降,壓力在減弱。
基于以上原因,誰對誰錯尚無定論。
自1918年以來,科學(xué)家們一直在觀察比薩斜塔。許多測量儀器被放置在塔的第一層。每天都記錄塔的晃動、橫向移動和**震動。
觀測結(jié)果表明,它40年來平均每年傾斜1.1毫米;從1959年到1969年的十年間,年平均傾角為1.26毫米;1979年6月至1980年6月這一年,傾斜了1.4毫米。
但到了1982年,鐵塔只傾斜了1毫米,傾斜速度明顯放緩,之后傾斜只有0.027毫米,幾乎停止了傾斜運(yùn)動。為什么會這樣?是否向頭部傾斜?還是階層變了?未來還會再次大幅傾斜嗎?這一系列問題,目前很難下一個準(zhǔn)確的結(jié)論。
科學(xué)家們對比薩斜塔能屹立多久也有不同的推測。
根據(jù)他的測量,比薩大學(xué)的杰羅姆教授認(rèn)為,如果傾斜速度為每年1.4毫米,斜塔將在大約2003年或2004年倒塌。
有學(xué)者預(yù)測,如果這座塔繼續(xù)以每年1.25毫米的速度傾斜,很可能再過三四十年就會倒塌。
但也有學(xué)者不同意上述預(yù)測。
他們認(rèn)為塔倒塌的時間不會這么快到來。根據(jù)他們的估算,如果以1 mm的年平均傾斜率計算,還是。
需再經(jīng)過2000年的時間才能倒塌。
還有些學(xué)者認(rèn)為,該塔永遠(yuǎn)不會倒塌,今后不會再繼續(xù)向南傾斜了。例如西德一位工程師認(rèn)為,從現(xiàn)在情況來分析,該塔不是傾向倒塌,而是傾向于來回晃動。
比薩斜塔為什么不倒
比薩斜塔不倒是因為地基中有大量的水泥,而且每塊石磚之間都粘合得非常巧妙,能夠在定程度上防止塔身傾斜弓|起斷裂,而且當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)不能進(jìn)行了多次搶救性的補(bǔ)救,使比薩斜塔保持安全的傾斜角度。比薩斜塔是意大利著名建筑師皮薩諾在1173年主持修建的,而且位于羅馬大教堂的后面右側(cè),比薩城非常著名的標(biāo)志之一,比薩斜塔是一種圓形地基,向世人展示了圓形建筑設(shè)計的獨(dú)創(chuàng)性。
比薩斜塔一年比一年歪,這么多年還沒倒是什么原因?
比薩斜塔每年傾斜但仍然屹立不倒,究其原因就是因為意大利**對它的維護(hù)和修復(fù),使它傾斜的程度和頻率減小。
比薩斜塔是意大利非常著名的一個景點(diǎn),當(dāng)時修建的時候就有一點(diǎn)傾斜,甚至一度被設(shè)計師定義為“敗筆”。
但長期以來,比薩斜塔的穩(wěn)定,讓它從“敗筆”成為了旅游勝景。
比薩斜塔在之前的267年里,傾斜的程度只有五厘米。但是,一位設(shè)計師想要研究比薩斜塔的地基情況,于是對比薩斜塔底部周圍進(jìn)行了挖掘,就是這一次挖掘,使得比薩斜塔多傾斜了20厘米。在這次傾斜后,比薩斜塔已經(jīng)瀕臨傾倒了。于是,意大利**決定對比薩斜塔進(jìn)行補(bǔ)救措施。
他們首先關(guān)閉了比薩斜塔這一旅游景點(diǎn),緊接著在全球范圍內(nèi)征求補(bǔ)救意見。
最后決定用地基應(yīng)力解除法對比薩斜塔進(jìn)行修正。這種方法就是在傾斜的反方向掏土,通過重力作用,使比薩斜塔向另一邊移動,從而恢復(fù)正常。
一開始這種方法并不能被意大利當(dāng)局認(rèn)可,直到用這種方法修復(fù)了西班牙教堂后,才重新進(jìn)入考慮范圍。1999年,比薩斜塔的修復(fù)工作開始進(jìn)行,2001年,修復(fù)完成。
目前,經(jīng)過修復(fù)的比薩斜塔,每年的傾斜只有0.5厘米,這相比于修復(fù)之前,已經(jīng)有很大的改善。
當(dāng)然,隨著時間的推移,比薩斜塔會越來越傾斜,可能不久的將來,比薩斜塔還需要一次修復(fù)。