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比萨斜塔为什么成了斜的?

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online_member 发表于 2013-8-11 23:29:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
比萨斜塔为什么成了斜的?265 / 作者:UFO中文网 / 帖子ID:17272
  “斜而不倒”是比萨斜塔(Torre di Pisa)闻名世界的原因之一,而它的倾斜原因吸引着许多学者为此争论不休。
  比萨斜塔位于意大利的比萨小镇,是比萨城大教堂的独立式钟楼。在14世纪,人们一直纠结在两种观点之中:斜塔是在建造过程中因地面下沉累积效应的结果,还是建筑师有意为之。
  不过到了20世纪,这个问题基本已经被解决了。经过对比萨斜塔越来越精确的测量、使用各种先进设备对地基土层进行的深入勘测,以及对历史档案的研究,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,但是在建造初期就偏离了正确位置。
  比萨斜塔始建于1173年8月,由著名建筑师那诺·皮萨诺主持修建。最初塔高设计为100米左右。在建造头两层时,塔身一直是垂直的,但是到了第三层,由于地基不均匀和土层松软塔身开始倾斜,并且不得不在1185年暂时停工。
  由于施工所选择的地点十分地不稳定,并不足以承受如此巨大的一座建筑。斜塔地基下面土层十分特殊,有好几层不同材质的土层,由各种软质粉土的沉淀物和非常软的黏土相间形成,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分进行观测后得出的。而最新的挖掘表明,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。
  比萨塔的建造停止近1个世纪,直到1272年,工程继续,建造者想尽办法希望能够修正倾斜,因此刻意将钟楼第四层搭建成反方向的倾斜,以便补偿已经发生的中心偏离。但是当工程进行到了第七层的时候反而向反向倾斜了0.6度。工程不得不再次暂停。
  直到1372年,塔身的第八层完工,才算正式建设完毕。8层的钟楼,共54米高,7口钟。7口钟原本是按照音阶排列,而整个塔身就像一个巨大的发音管,钟响时应该发出优美的旋律,但是,由于担心发生坍塌,钟楼建成后却没有真正使用过。
  比萨塔面临着两个主要的危险:石料使用导致的结构失效以及地基土壤沉降。有学者认为,近期对于比萨斜塔做的补救较为有效的就是,在其北部通过660吨铅块配重,通过钢索联系斜塔,阻止比萨塔继续倾斜。到1993年,这个方法不仅阻止了比萨塔的继续倾斜,还扶正了15毫米。
  最终,拯救了比萨斜塔的方法是“掏土法”,最早于1962 年,由意大利工程师泰拉奇纳针对比萨斜塔的倾斜恶化问题提出,由于显得不够深奥而遭长期搁置。但是后来这个方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。1999年10月,比萨斜塔采用斜向钻孔方式,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。
  经过11年的修缮,耗资约3960万美元,斜塔被扶正44厘米,基本达到了预期的效果。目前塔身与中心倾斜的距离达到4米,但维修斜塔的专家认为,只要不出现不可抗拒的自然因素,经过修复的比萨斜塔,300年内将不会倒塌。
  经过持续的监测,到2008年,塔身已经不再继续倾斜,而且,倾斜的距离又减少了4厘米。
  许多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,石砖与石砖间的黏合极为巧妙,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。
  虽说如此,塔身使用的石材依然是目前一些专家所担心的,毕竟已有800多年的历史,一旦其中一块石料发生破裂,那么整个塔身就将毁于一旦。此外,任何微小的地震也有可能将比萨塔摧毁。
  虽然比萨斜塔因其倾斜而闻名,但并不意味着它是唯一的,因地基问题而倾斜的塔在全世界有很多。
  在中国,位于陕西省旬邑县城中学旧址内的泰塔,是向东北方向倾斜的古塔。建于北宋嘉祐四年(公元1059年)的泰塔,高53米,为八角七层楼阁式砖石结构,偏离中心线2.296米。此外还有法国圣尼古拉教堂钟楼、意大利博洛尼亚双塔:阿西内利塔和加里森达塔。而德国的苏乌尔胡森教堂尖塔更是以5.19度的倾斜度击败比萨斜塔被载入了吉尼斯世界纪录。当然,比萨斜塔的粉丝们认为,之所以德国斜塔获此殊荣完全是因为比萨斜塔进行了积极的修正。




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