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比薩斜塔不倒之謎

來源:不詳       更新時間:2013-1-30 19:11:23
 
    比薩斜塔坐落在意大利古城比薩大教堂的廣場上,1173年建筑師博納諾·皮薩諾開始建造。當建到第3層時,塔身開始傾斜,博納諾·皮薩諾只得把工程停了下來。94年后,建筑師焦旺尼·迪·西蒙內恢復建塔,他試圖將傾斜的塔身調直,可是沒有成功。由于迪·西蒙內死于1284年的戰爭中,建塔工程再度擱置。直到1350年,該塔才由建筑師托馬索·皮薩諾最后完成。竣工時,因塔頂中心點已偏離垂直中心線2.1米,所以被人們稱為“斜塔”。600多年來,塔身繼續緩慢地向南傾斜。據自1911年以來的系統測量表明,它平均每年向南傾斜大約1毫米。如今,塔頂已南斜5.3米,斜度為5度6分。
  


  塔身為什么傾斜?根據地下鉆探的土樣,已查明塔基下面地表至10米深度是混砂層,由10米至40米是含很多結合水的粘土層,再往下是含自由水的砂層。這層粘土層在建筑物的壓力作用下,部分結合水就會被擠出來,跑到下面的砂層中去,造成粘土層的壓縮和沉降,使塔傾斜。當下面砂層自由水被人為地抽汲而造成壓力下降時,這種粘土層的壓縮和沉降還會大大地加速,引起斜塔的傾斜速度加快。據測定,在從砂層中抽汲地下水的時期,斜塔的傾斜速度曾增至每年2毫米,比以前加快了約一倍。后來,人們發現了這個問題,停止抽汲砂層中的地下水,斜塔的傾斜速度才恢復原來的數值。這座塔為什么向南傾斜?據比薩大學一位老教授的解釋說,可能是太陽的影響。因為意大利是在北半球,南面的大理石受日照強,熱脹冷縮產生的力對下面的土層起著不間斷的沖擊作用,所以向南傾斜。另外,斜塔是在比薩城北部,原來城內蒙林取地下水的位置在它南面,南部地面沉降也可能造成塔身加速南傾。
  
  眼下,塔頂中心點偏離垂直中心線已近5米。不過,按照目前的傾斜速度,比薩斜塔在未來的200年內還不會倒塌。這是因為從它的重心引下的豎直線并沒有越出它的底面的緣故。

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