比薩斜塔居然在慢慢回正?專家苦思800多年,終破解「神秘現象」!地震也不垮是有原因的

2018-12-05 11:50

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800多年來,比薩斜塔的斜度其實一直在變化,經歷日曬雨淋、多次大地震卻還是沒有倒。(圖/愛范兒提供)

800多年來,比薩斜塔的斜度其實一直在變化,經歷日曬雨淋、多次大地震卻還是沒有倒。(圖/愛范兒提供)

義大利著名建築比薩斜塔,這個相傳當年伽利略做自由落體試驗的場地,正在,很,緩,慢,地,變直。

最近,義大利比薩斜塔的監測小組專家對外表示,比薩斜塔在過去 20 年裡逐漸糾正了 4 釐米(1.57 英寸)的傾斜,並且整體結構依然很健康。

比薩斜塔曾經是「彎曲」的

比薩斜塔始建於 1173 年,距今已超過 840 年,是義大利托斯卡納省比薩城北面著名景點奇跡廣場上一座獨立的白色塔樓。

塔樓最初的設計並不是斜的,原定為 8 層,高 54.8 米。然而用了十年蓋到第三層的時候,塔體的一側下陷 30-40 釐米,因此比垂直線傾斜 5 釐米。

(圖/愛范兒提供)
▲ 比薩斜塔的傾斜歷史(圖/愛范兒提供)

由於當時比薩與佛羅倫斯之間開戰,且設計師想不出糾正傾斜的辦法,因此塔樓開始了將近 100 多年的停工。

1275 年左右,比薩斜塔重啟修建,繼續往上加建了三層,並嘗試糾正塔樓的軸心。比如在某一面調整承重柱的重量、砌牆石料的高度和牆壁的厚薄,然而這並沒有把比薩斜塔糾正,反而是讓它變「彎曲」了。

1284 年,六層的塔體完成,已經有 48 米高。然而在 1278 年,當時的工程師擔心倒塌,就停工了。直到 1370 年左右,在第八層即將完工之時,建築師還計畫利用頂樓的鐘室來糾偏。

遺憾的是,在這兩百多年裡建築師的種種努力,依然沒法讓比薩斜塔變直。

(圖/愛范兒提供)
(圖/愛范兒提供)

比薩斜塔建成後的 600 多年裡,人們也沒有停止過對它的關注和修復。

比如由於地基鬆軟,塔的底層漸漸下沉。於是有人想要把地基周圍的泥土挖出來,讓底部依然能夠露出地面。然而悲劇發生了,由於地下水位距離地面相當近,底部沒有挖出來,倒是讓大量積水湧出地面。

比如往塔底的地基灌入水泥,然而 80 噸的水泥直接讓塔身繼續傾斜 9 釐米。

中國岩土工程學家劉祖德一直在研究和實施建築物的「糾偏」,他曾表示:

比薩斜塔在 800 餘年風雨歷程中雖為人類增添了奇妙的旅遊觀光景點,每年為義大利政府創造了數以億美元計的收入,但是終究它是建築科技史上的一大缺憾,也是岩土工程師的恥辱。

有研究顯示,比薩這個城市位於河道淤積平原,地下土層鬆軟且不均勻,地基土壤情況是比薩斜塔變得傾斜的真正原因,然而這也是它能夠經歷 800 多年風雨,頂住至少 4 次大地震的原因。

(圖/愛范兒提供)
(圖/愛范兒提供)

羅馬第三大學建築學教授 Camillo Nuti 與 16 名工程學家組成的團隊,從地質學、地震學及建築結構等各方面進行分析,在今年解開了比薩斜塔沒有倒塌的原因。

他們認為,得益於斜塔的高度、傾斜度和鬆軟的土層,與大理石構造的比薩斜塔在地震時會產生「動態土壤 – 結構互動」(DSSI)現象,使得地震時的共振現象減弱,地震時塔體的搖晃程度也會降低。

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