倾斜5。5度不倒,比萨斜塔为何如此坚挺?再站300年不是问题
比萨斜塔可谓是意大利最著名的建筑之一了,也是宝贵的世界遗产。当时的人们预测,比萨斜塔会在5.44度的时候倒塌,然而一直到5.5度,它都一直坚挺着。是怎么样的魔力让它屹立了八百多年?
在12世纪,富裕的比萨海上共和国打算把主教堂广场建立成宏伟的地标建筑,在扩大了主教堂等建筑之后。1173年,开始了塔楼的工作,参与这一工程的都是当时顶尖建筑大师,他们自己也想不到,这一建筑将会在未来名誉全球。
尽管这些大师在当时都是一把手,但是他们对于这片土地的知识并不充足,这里的土壤充满了淤泥、粘土和湿泥沙。有意思的是,比萨一词出自古希腊词汇,意为"沼泽之地",非常形象地描述了这块地土壤。
当时的建造者们建立了3米的地基来保证塔楼的稳固,实际上,不到五年的时间,南侧的塔楼就陷入到了土壤之中。这就意味继续在上层增加重量就会导致整体建筑的下沉,从而导致塔楼的倾斜。
之后,比萨陷入到了长久的战争之中,人们也没有精力再去照顾这个尚未完成的作品,第四层的建设拖了将近一个世纪。在工程继续开工的时候,人们为了减少塔的倾斜,在南侧的建筑修得比北侧的要高出一部分,以此来弥补倾斜带来的差距。但是,这一做法反而加速了南侧倾斜。在第七层的时候,倾斜的角度已经达到了1.8度,建设再次停滞。
一个世纪之后,人们在1360年再次发起了冲锋,12年后,顶楼终于搭建完毕,不过为了防止钟声会造成塔楼的倒塌,八层楼的7口钟从来没有被撞响过。
在之后的时间里,有一个非常出名的故事,那就是伽利略的自由落地实验。1590年,出生在意大利比萨城的伽利略,站到比萨斜塔上,将两个重量不同的铁球扔了下来,随着两个铁球同时落地,自由落体定律就由此产生了。
事实上,这一故事只被伽利略的学生记载,同时期的文献中并没有发现这一实验。而且根据现代流体力学的理论,不考虑大风的情况,两个铁球是无法同时到达地面的。
1838年的一次意外,让比萨斜塔出现了加速倾斜。当时的人们为了探究下沉的真相,在周围地基挖了一圈的地道,然而这一举动因为挖走了支撑的沙土,情况变得危急了起来。在1935年,为了稳住地基,意大利向基地注射了砂浆,结果因为注射不均匀,又造成了进一步下沉。
当时的人们无法正确测量塔会在何时倒塌,直到20世纪80年代,人们在计算机的帮助下,工程师们计算得出了塔的重心曲线。1992年,施工队挖出了倾斜的隧道,并且稳固了地基,耗时11年,耗资3960万美元,塔的倾斜角度从5.5修复到了3.9度。
2001年底,游客们又可以重新光顾这一伟大的建筑,据预测,在未来300年的时间里这个塔都不会出现问题,前提是不发生巴黎圣母院那样的意外。当然没有人希望这一人类的瑰宝出现任何伤害,如今比萨斜塔已经成为了不完美的里程碑,我们也都盼望它能够永远安全的倾斜着。
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