驰名遐迩的比萨斜塔为何斜而不倒?有哪些原因?(比萨斜塔为什么能千年不倒呢)

游客投稿 历史趣闻 2023-11-22 04:26

世界历史上有很多有趣的现象,比如中国的一些世界著名建筑。当我们谈论艾菲尔铁塔时,我们会想到美国,当我们谈论自由女神像时,我们也会想到美国。当我们谈到金字塔时,我们会想到埃及,万里长城会想到中国。这些建筑是典型的地标。所以,今天我们要谈谈著名

比萨斜塔。为什么比萨斜塔是倾斜的?怎么可能不掉?让我们来看看细节吧!

著名的比萨斜塔是比萨的象征。它矗立在意大利比萨的奇迹广场上,罗马式大教堂的后面,形成了比萨"奇迹地带"。

比萨斜塔是大教堂的钟楼。它是一座直径16米的圆形塔,共有8层,每层都有拱廊环绕。凭借其惊人的倾斜度,这座塔似乎在宣布,众所周知的力学定律根本不适合它...

伽利略的自由落体实验1590年的一天,比萨大学25岁的教授伽利略正在进行一项史无前例的科学实验。比萨大学的学生、老师和旁观者都带着期待和怀疑看着即将发生的事情。当伽利略发出信号时,一个10磅重的铁球和一个1磅重的球同时从塔顶落下,不一会儿,两个球同时落地。然后他们重复了这个实验,结果是一样的。

实验结果表明,亚里士多德关于"物体下落的速度与其重量成正比"这种说法是错误的。证明了自由落体定律——即无论物体大小,在自由落体过程中,除了空 gas的阻力造成的影响外,其加速度完全相同。伽利略的实验不仅纠正了物理学中一个由来已久的谬误,还使比萨斜塔闻名于世。

不断倾斜的斜塔比萨斜塔建于1173年8月9日,由著名建筑师博纳诺·比萨诺建造。原设计塔高约100米,但建设五六年后,三层塔楼开始倾斜。建筑师下令停止施工,想等地基沉降稳定后再复工。然而,在他的有生之年,他没能实现继续建设的愿望。

到1275年,这座塔已经倾斜了90多厘米。建筑师迪·西蒙于同年恢复了该塔的施工,并针对倾斜问题,在施工中采取了减轻续建部分自重的措施,不仅使塔壁变薄,使用轻质浇筑材料,而且在内外壁之间留有30至80厘米宽的a 空空腔。到了1284年,塔建到了第六层,倾斜还在继续。那一年,迪西蒙去世,斜塔再次停工。

之后,著名建筑师托马索·皮萨纳继续修建第七层和第八层,最终于1350年完工。该塔高56米,总重量为14500吨。除了几根花岗岩做的柱子,所有的外部材料都是白色和黑色的大理石。

斜塔建成后,倾斜还在继续。据有关统计,1829年至1910年,年平均倾角为3.8毫米,自20世纪初以来,倾斜速度有所减缓。1918年至1958年,年平均倾角为1.1毫米,1959年至1969年,年平均倾角为1.26毫米,70年代末至1982年期间,年平均倾角为1.2毫米,其中1982年仅倾斜1毫米。此后每年平均倾斜1.19毫米,至今塔身偏离垂直(即塔顶偏离垂直)超过5米。

为什么是倾斜的?专家们一直在争论比萨斜塔倾斜的原因。起初,一些学者认为有人故意这样建造这座塔。为了显示他高超的技艺,建筑师故意把塔建得倾斜。

20世纪,随着对比萨斜塔的研究,一些事实逐渐浮出水面:比萨斜塔在最初设计时本应是一座垂直的建筑,但在建造初期就开始偏离正确的位置。

比萨斜塔的倾斜无疑与土质有关。因为早在19世纪,建筑师拉德斯卡就在斜塔的地基上钻孔取样,证实了土壤条件是导致塔倾斜的原因。在比萨斜塔下,有几层不同材质的土壤。各种软淤泥和极软粘土的沉积物交替形成,地下水层深达一米左右。这一结论是在观察了地基土层的组成后得出的。最新的发掘表明,钟楼建在古海岸的边缘,所以建造时土壤已经沙化下沉。

但有专家发现,第一位建筑师皮萨诺当时已经了解到,建塔的地方和整个比萨城一样,都是在一个河谷的冲积土地上,所以他对地基的地质结构并非一无所知。而且他在三楼发现倾斜的时候就停工了,等地基沉降稳定,已经有效解决了一些问题。当第二个建筑师继续建造时,他注意到倾斜高度被调整,并采取措施减轻塔的重量。第三位建筑师的建筑在第七层和第八层之间,钟楼转弯,第八层向北倾斜。钟楼建造时也吸收了清真寺宣礼塔的一些特点,没有屋顶,以减轻塔的重量和平衡。建筑师的做法类似于比萨其他地方的建筑文化。

在意大利的另一个城市佛罗伦萨,建于1420年的圣母大教堂(Santa Maria del Fiore)坐落在一片沼泽地上,土壤更软,下沉的风险更大,但数百年来它一点也没有倾斜。

一些专家学者推测,比萨斜塔的倾斜是建筑师预料到的。几百年来,斜塔的倾斜与设计者和建造者都有关系。

斜塔会倒塌吗?根据近几年比萨斜塔的倾斜速度,从事观察该塔的专家加里教授认为,如果不计算这一倾斜速度,在某些部位受到特殊压力的情况下突然倒塌,250年后斜塔将会倒塌,因为塔体的重心超过了塔基础的外缘。

但比萨斜塔服务局相关人员认为,仅用数学手段计算是不靠谱的。比萨斜塔是"各种事实交织在一起的综合问题。"一些研究者也发现了这样一个问题。比萨斜塔一度向东倾斜,然后转向南方。认为塔已经倾斜了几百年,250年后可能不局限于简单的假设和预测。

比萨人自然最关心斜塔的命运。他们有一种说法,比萨斜塔和比萨人一样强壮,永远不会倒。他们憎恶将斜塔再次拉直的建议。

奇怪的是,每当专家采取措施加固斜塔的地基时,塔的倾斜速度就会加快。例如,1838年,在塔基础内和周围进行了加固施工。1934年,向地基及其周围喷射90吨水泥,实施地基防水工程。相反,塔变得更加不稳定,四处移动,倾斜得更快。然而,从1973年到1975年,在方圆斜塔3公里范围内的所有私人水井被关闭,禁止其他方法获取地下水后,地下水位稳定下来,塔的倾斜速度放缓。

1990年1月7日,意大利著名电视女主持人La Faella Cara宣布比萨斜塔将暂时关闭。比萨市政府决定暂时关闭斜塔进行维修,这也是比萨斜塔自建成以来首次正式对公众关闭。

意大利政府花费2500万英镑启动修复工程,包括加固地基和抽取地下水,并用钢缆支撑塔身。修复工程于2001年完成,斜塔随即被拉直至近38厘米。最新调查发现,该塔的倾斜度在2001年至2013年间下降了2.5厘米。