比萨斜塔为什么是斜的 比萨斜塔不倒的原因
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比萨斜塔,意大利地标之一,是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼,建造时间是在1173年8月,完工时间是在1372年,外文名英语:Leaning Tower of Pisa,地点位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上。
过去,人们曾一度认为这座塔是设计师别出心裁地将它设计成倾斜的,但是,事实并非如此。作为附属于比萨大教堂的独立钟楼,这座高塔在1173年8月9日开始建造时,它是被设计成为正常垂直树立的。
最初,位于比萨教堂后面的比萨斜塔原计划要被建成为54.8米,共计8层的高塔,它的外墙是用乳白色的大理石砌成,大理石材质让这座中世纪风格的高塔显得闪闪发光,即使后来它没有倾斜,也将会是一座在历史中闪闪发光的建筑。
不过,也正是它后来渐渐倾斜下去,让它成为一座有趣的斜塔,很多游客慕名参观,甚至有很多科学家将这里当作自己的实验场所,其中,伽利略在比萨斜塔进行的重物自由下落实验,让他发现了自由落体定律,这更让这座斜塔名扬千里。
比萨斜塔
这座斜塔经年累月,一天比一天倾斜的角度大,让人不由得担心有一天它会不会轰然倒塌,于是,很多人开始研究比萨斜塔倾斜的原因。
关于比萨斜塔倾斜的原因,科学家们曾为此争论不休,但随着科技的发展,进入20世纪,人们通过各种先进的设备,对地基图层进行深入勘测,对比萨斜塔做了很多精确的测量,并对历史档案进行更加仔细的研究,一些事实逐渐浮出水面:比萨斜塔在最初的设计中,本应是垂直的建筑,但是,在建造初期就开始偏离了正确位置。于是,人们根据这些勘(kān)测结果和历史文件,推测出比萨斜塔建造之初的一些故事原貌——
在1178年,当钟楼兴建到第4层时,发现由于地基不均匀和土层松软,导致钟楼已经倾斜偏向东南方,工程因此暂停。
1231年,工程继续,第一次有记载钟楼使用了大理石。建造者采取各种措施修正倾斜,刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜,以便补偿已经发生的重心偏离。1278年,进展到第7层的时候,塔身不再呈直线,而是凹(āo)形,工程再次暂停。
根据现有的文字记载,比萨斜塔在几个世纪以来的倾斜是缓慢的,它和它地基下方的土层实际上达到了某种程度上的平衡。
比萨斜塔
在建造的第一阶段第3层结束时,钟塔向北倾斜约0.25°。
在第二阶段由于纠偏过度,1278年,第7层完成时反而向南倾斜约0.6°。
1360年,建造顶层钟房时增加到1.6°。
1360年,在停滞了差不多一个世纪后,钟楼向完工开始最后一个冲刺,并作了最后一次重要的修正。1372年,摆放钟的顶层完工。54米高的8层钟楼共有7口钟,但是,由于钟楼时刻都有倒塌的危险,所以,那些时钟从来没有被撞响过。但这并没有阻止比萨斜塔一直慢慢地倾斜下去。
然而,1838年的一次工程,导致了比萨斜塔突然加速倾斜,人们不得不采取紧急维护措施。当时,建筑师在原本密封的斜塔地基周围进行了挖掘,以探究地基的形态,揭示地基台阶是否与设想的相同。这一行为使得斜塔失去了原有的平衡,地基开始开裂,最严重的是,发生了地下水涌入的现象。这次工程后的勘测结果表明倾斜加剧了20厘米,而此前267年的倾斜总和不过5厘米。
1838年的工程结束以后,比萨斜塔的加速倾斜又持续了几年,然后又趋于平稳,减少到每年倾斜约0.1厘米,塔身偏离垂直状态已有5米多。
虽然这座高塔原本是一个建筑败笔,并因祸(huò)得福,成为世界建筑奇观。但随着时间的推移,斜塔倾斜角度的逐渐加大,意大利政府对此一直忧心忡忡,到上个世纪90年代,比萨斜塔因为倾斜角度过大,已濒于倒塌。1990年1月7日,意大利政府将比萨斜塔关闭,不再对游人开放。1992年,成立比萨斜塔拯救委员会,向全球征集解决方案。
比萨斜塔
关于如何拯救比萨斜塔,意大利采取了很多方案,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。该方法在1962 年,曾被提到过,当时称为“掏土法”,由于这种方法过于简单,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后,在现代又被重新得到认识和采纳。比萨斜塔拯救工程于1999年10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。2001年6月,倾斜角度回到安全范围之内,关闭了10年的比萨斜塔又重新开放。到2013年,意大利比萨斜塔终于止住倾斜趋势。最新调查发现,该塔的倾斜幅度在2001年至2013年间,减少2.5厘米。而我们以及后代也因此有更多的机会去游览参观这座有趣的高塔。
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