比薩斜塔為什麼是斜的?

2020-12-14 佳境之約

說到世界上著名的塔,義大利的比薩斜塔絕對是不能不說的,

該塔1174年開工建設,竣工於1350年,

擁有800多年的高齡,確斜而不倒,堪稱世界上最堅挺的建築。

公元1590年,偉大的物理學家伽利略在比薩斜塔上做了一個家喻戶曉的自由落體試驗。把兩個不一樣重量的球同時扔下,看哪個球先著地。結果是不管扔什麼球,哪怕是一個球和一根羽毛同時扔,也會同時著地。有這座全球聞名的斜塔,再加上伽利略「做廣告」,比薩真可以說是賺翻了,每年吸引上百萬遊客到此打卡。

比薩斜塔其塔雖斜但卻穩如狗,正是它千

比薩斜塔危而不倒的原因,你知道嗎?

這得從比薩的地理位置說起,由下面圖片我們可以看出比薩位於義大利西側沿海區域,是一座海濱城市,「比薩」一詞在希臘語中意思即為「沼澤地」。因此河道淤積平原,土層鬆軟且地基極度不均勻。

比薩一座海濱城市

因為在一千多年前,加之土地結構問題,人們搞建築時都是見招拆招,歪了再調整。所以比薩古城,其實很多建築都是歪歪斜斜的,遵循邊蓋、邊歪、邊調整的流程走。

奈何比薩斜塔高度太高,54.8米的建築,加之大理石的用料,不同於一般建築,才一發不可收拾地歪斜。當年,工程進行到第三層時塔身即出現傾斜。由此比薩斜塔開啟了他200年爛尾,600年危樓的漫長歷史。

人們擔心她倒下,即展開了為時幾個世紀的扶正工程,一次次的嘗試、修正,例如在南面加高石料,調整承重柱的胖瘦以及改變牆體的厚薄,冷凍地下水、抽挖地下土層等各種方案。

挖出塔下土

幾經折騰不止的扶正工程還未完成,二戰爆發,不過二戰中,比薩塔卻是幸運的。當時義大利所有鐘塔基本上都被盟軍碾平壓碎了,原因是這些高塔更容易成為德軍的據點。但,惟獨最亮眼的比薩斜塔能倖免於難。二戰過後,那位奉命摧毀比薩斜塔的美國士兵裡昂·威克斯坦回憶道:這是一座多麼美麗的白色建築,我當時就動了惻隱之心。

2000年2月,41條抽土管深深地埋入塔基。與此同時,幾根鋼索環繞捆住斜塔二層,向北拉住塔身以防倒塌。到2001年,斜塔就被扶正了近40釐米,傾斜度已恢復到130年前的模樣。

比薩斜塔坐落於一個地震多發的地區,搖搖欲墜了800年,但它就是屹立不倒。自1280年以來,比薩斜塔就至少經受住了4次大地震的打擊,其中一次震級還達到了芮氏6.0級。

最近一項研究認為,比薩斜塔之所以能夠抵禦強震的能力源於鬆軟土壤的保護作用。這種效應的術語為「動態土壤結構相互作用」(DSSI,dynamic soil-structure interaction)。

簡單來說,就是比薩斜塔的高度和剛度與地基土壤的柔軟度相結合,造成了該結構的震動特性被大幅修正。當地震來襲時,塔身並不會隨著地震而產生強烈的共振,其震動幅度會比地面小得多。

800年來經歷天災戰亂,一座斜塔,搖搖欲墜卻始終堅實地保留至此,若此生有幸一睹其容顏,其大家溫柔相待吧。 

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