比萨斜塔经过地震为何不倒? 比萨斜塔为何长年不倒?

比萨斜塔为何长年不倒?

虽然意大利的比萨斜塔有5度的倾斜度,但这座58米高的斜塔自1280年以来已经经历了至少4次大地震而屹立不倒。据俄罗斯媒体5月11日报道,英国布里斯托大学网站称,一组意大利研究人员揭开了比萨斜塔长年稳定不倒的秘密。

在研究了它的特征和建筑现象后,科学家们发现,斜塔稳定可以用与“建筑——地面”动态相互作用有关的效应来解释。研究人员认为,塔身的高度和硬度与它基座所在的地面相互作用,鉴于此,斜塔在地震时不会与地面产生共振。英国布里斯托大学教授米罗纳基斯指出:“具有讽刺意味的是,正是迫使塔倾斜的土壤帮助塔在地震中幸存朗下来。”

意大利比萨斜塔是比萨大教堂(Duomo Santa Maria Assunta)的钟楼。因为自身不同寻常的位置和地势而名扬世界。该塔在建的时候就已经倾斜了,之后,其倾斜度逐渐增加直至固定到现在的5度。来源:环球网

比萨斜塔为什么是斜的?

楼上的,楼主问的是比萨斜塔啊

稳定斜塔是一项非常细腻的工程,就像是医师在治疗一位体弱多病的老人一般,尽管不能听诊病人的胸腔,却很清楚病患对每一种药物都有令人忧心的反应。—克里实尔,一九八七年

想象一座高塔,建立在像海绵橡胶这样柔软的材质上,缓慢且无情地日渐倾斜将要倒塌的地步。此外 ,高塔的砖石结构也非常脆弱,随着倾斜度日益增加,产生的应力已经逼近砖石的强度,随时可能应声而倒。若在倾斜那一侧的地基灌浆或加固,恐怕导致高塔倾覆,然而利用缆索支撑或牵引,则可能会令砖石崩溃。

这段话精确地描绘出比萨塔目前岌岌可危的情况,该如何隐住斜塔,就成了土木工程学最大的挑战。

但比萨塔不只是诡谲离奇的观光胜景,更是建筑上的瑰宝,就算没有倾斜,也堪称是中世纪欧洲最重要的建筑成就。高塔位于主座教堂广场,隶属大教堂(主座教堂)、钟塔(斜塔)、洗礼堂及墓地等四座耀眼的白色大型建筑所构成的综合建筑群之一。兴建钟塔的用意和广场上其它建筑物一样,皆是代表比萨这个富庶城邦的骄傲和荣耀,因而格外美丽、独特、神秘。

兴建细节

这座八层高的塔楼有五十八.四公尺高 .重一万四千五百公吨,砖石打造的地基直径为十九.六公尺.深及地平面以下五.五公尺,地基朝南向水平线倾斜了五.五度,因此钟塔的第七层比一楼向外突出了四.五公尺

塔楼的建构形成是以列柱环绕一根中空的圆柱。圆柱内外两则的表面是用大理石紧密的接合覆盖而成,但这两个墙面之间只有灰泥和石头,因此出现了大量的空隙。一条螺旋状的楼梯则在钟塔墙壁的内侧蜿蜒上升。

钟塔地底共有壁垒分明的三层土壤。A层厚约十公尺,是松软易变形的淤泥沉积物,在浅水中沉积还不到一万年。B层是非常松软且容易波动的海泥层,沉积三万之久,深可达地底四十公尺。C层是紧密的沙质土壤,伸至地底极深处。

A层的地下水位在地底一公尺到两公尺之间。根据在塔四周围,甚至是钟塔正下方所做许多土壤钻探结果来看,B层的表面已经被钟塔的重量压成了碟影。由此可推演出钟塔的平均沉陷是二.五到三公尺,显示塔底土壤的压缩性有多高。

兴建史

钟塔于一一七三年八月在伯纳诺.毕萨诺的监督下动工兴建。但在一一七八年左右,当第四层盖到四分之一时突然叫停。停工的理由不得而知,但是若非当时及时打住,B层土壤的强度早已被无法承受这个负荷,而钟塔也早就坍塌了。

约在一二七二年左右,西蒙在停摆了将近百年之后重新动工,这时候的泥土层已在钟塔的重压下强化,强度也增加了(尽管当时并不知道这一点)。到了一二七八年左右,可能是因为当地发生战事,原本进行到第七层的工程又再度喊停。要是钟塔在这个阶段已经竣工,一定早就倒塌了。

等到一三六零年,泥土再经进一步强化,汤玛索,毕萨诺在这时激活钟楼的工程,并于一三七零年左右完竣,距离钟塔肇建之初,已相隔将近两百年了。

很明显地钟楼比斜塔的其它部分更为挺直,因此在钟楼的工程激活时,高塔一定早已倾斜了。事实上,从斜塔第七层的檐口连接到钟楼的地面,在南边有六层阶梯,在北边却只有四层。

倾斜的历史

事实上,有证据显示钟塔在刚动工不久便已开始倾斜:塔楼的中心轴线并非笔直,而是向北倾斜。为了矫正斜度,每层楼的标高都使用了锥形的砖石砌块,好把倾斜的中心轴线拉回来。

仔细分析砖石层的相对倾斜度,便能得知钟塔倾斜的历史。在第一阶段工程的末期,钟塔其实是向西北倾斜约四分之一度。后来工程从四楼向上推进时,钟塔开始向南倾斜,因此到了一二七八年,工程进行到第七层的时候,钟塔向西南倾斜零.六度左右。到了一三六零年,已经增加到大约一.六度。

先进的计算机仪器分析显示,斜塔盖完第七层,在加盖钟楼的时候,倾斜的速度急遽增加,就像是用模型砌砖在柔软的地毯上叠高塔一般,或许已经到达了某个临界高度,但是不管多幺小心都不能再继续往上叠。而现在的斜塔已经到了它的临界高度因此随时都有倒塌的危险。

公元一八一七年,两位英国建筑师一条铅垂线测量倾斜度,当时就发现塔楼已经倾斜了五度。接着在一八三八年时,建筑师盖瑞德斯加沿着斜塔底座的周围掘了一条信道,想弄清楚,在塔楼沉陷倾斜之前,原来设计的圆柱底座以及地基的阶梯是什幺样子。结果因为开凿的信道低于地下水位,使得南侧发生地下水涌入的现象。有证据显示,斜塔在这个时候又大幅度地斜了将近半度左右,形成了五.四度

精确的测量工作在一九一一年展开,量出钟塔的倾斜度每年都不断地持续增加,从一九三零年代中期开始,倾斜的速率已经加倍。到了一九九零年,倾斜的速率相当于每年高达一.五公厘的水平位移。

此外,任何人想在斜塔身上动手脚,最后总是弄巧成拙,反而使得倾斜度大幅增加。例如,一九三四年曾利用灌浆的方法强化地基砖石,结果使得钟塔突然向南移动二将近十公厘,一九七零年代从下层砂土抽地下水,又让斜塔再移动十二公厘。这些反应都证实了塔楼很容易失去平衡,任何一种稳定钟塔的方法,都必须非常细腻。

稳定斜塔

一九九零年,因为帕维亚一座根本没有倾斜的钟塔倒塌了,意大利总理便成立了一个委员会,由杰米欧科夫斯基教授担任主席,负责对稳定比塞塔的策略提供意见并加以执行。依照国际惯例,任何珍贵历史古迹的保存,都必须保留其基本特色,同时不能破坏古迹的历史和原工匠的技术。因此对斜塔的任何侵入性手段,都必须减至最低,而且无论采取哪一种永久性的稳定计画,都绝不能架设任何明显的支撑物,何况这种作法可能导致斜塔脆弱的砖石结构应声而倒。

委员会所寻求的解决之道,必须能稍稍减低斜塔的倾斜度,尽管不是很明显,却能减砖石结构的压力,稳定斜塔的地基。经过多年的研究、分析及大规模的试验,终于采用了所谓土壤萃取的方法,要在斜塔地基北侧的下方和旁边安装几根土壤萃取管。

一九九九年二月,在一片令人屏息的紧张气氛中,一部特殊的钻孔机在严密的监视下,一步一步地慢慢从A层抽出少量的土壤。由于土壤质地松软,每次抽取后所形成的空洞会慢慢地封闭,使得地表稍稍下沉,而斜塔也微微向北转动。

土壤萃取的作业进行了两年半,钟塔的倾斜度减少了半度。如果斜塔再度开始向南倾斜,将来可能会再做一次土壤萃取。除了这个方法之外,在南侧最脆弱的几个地方,也做了限量的砖石强化。

这个方法把谜样而美丽的钟塔渐渐稳定下来,不但保存了斜塔的特色,也维持了它和底土之间耐人寻味的互动关系。

钟塔向南的倾斜度:5.5度.

绥中县的前卫歪塔不仅比意大利比萨斜塔早建成300多年,而且倾斜度超过中外任何一座斜塔;文物专家呼吁,保护前卫歪塔刻不容缓,并应尽早将其申报吉尼斯世界纪录

提起斜塔,人们脑海中首先会闪现出意大利比萨斜塔的形象。该塔因为倾斜数百年不倒而闻名于世,更由于伽利略的“两个铁球”自由落体实验而被写进了中学课本。比萨斜塔虽然知名度很高,但并不是世界上倾斜度最高的塔。其实,“世界第一斜塔”是位于葫芦岛

市绥中县前卫镇的前卫歪塔。

前卫歪塔不仅比意大利比萨斜塔早落成300多年,而且它的倾斜度超过了比萨斜塔和中外任何一座斜塔,是名副其实的“世界第一斜塔”。为此葫芦岛文物专家大声呼吁,保护前卫歪塔刻不容缓,应该尽早将这一斜塔申报吉尼斯世界纪录。

前卫歪塔何时建成至今是谜

前卫歪塔建于何时,存在着两种不同的说法。一些宣传材料上说建于北魏,对此文物专家们已经予以否定,因为从该塔建筑风格来看应为辽代所建。由于缺乏史料依据,又无碑碣出土,前卫歪塔的具体建筑时间至今仍是个谜。专家们只能大体判断其是辽代中前期所建,距今约在一千年左右。辽代的来州来宾县县城就在今天的前卫镇,元代在该地设置瑞州,因此前卫歪塔又被称为“瑞州古塔”。

塔歪是因为437年前大地震?

前卫歪塔由于建筑年代久远,何时开始倾斜已无法考证。它真正的倾斜原因,恐怕也要成为千古之谜。葫芦岛市历史学会副会长张恺新经过编查史书和多年调查研究,做出大胆推测——其倾斜是地震所致。因为历史上辽西走廊是地震活跃地区,明隆庆二年(1568年)曾发生大地震,明朝在关外的坚固城堡——宁远卫城(今兴城古城)的城墙都被震塌,宁远、前卫城中很多房屋被震得面目全非,前卫塔很可能是那时遭殃的。当然,也不能排除地下水侵蚀、风力等因素影响。相比之下,意大利的比萨斜塔则是由于人为的设计失当而逐渐倾斜。

相对于同一时期的其他石塔,前卫歪塔的规模并不算大。它是一座实心密檐式砖塔,石筑塔基,砖砌塔身,分三级呈八角形,塔身有砖刻佛像、花纹、狮子头等图案,刀法精湛,线条极其清晰。歪塔为单顶,顶部原有顶盖,现已塌陷残缺。塔身上原有的飞天砖雕和塔身佛龛中的佛像都已经被盗毁无存。前卫歪塔现存塔高约10米(顶部残缺),据《绥中县志》介绍,早在30多年前的测量结果是,塔身向东北方向倾斜12度,塔尖移位1.7米。数百年来,虽然几经地震与洪水侵袭,该塔始终斜而不坠、歪而不倒,因而素有“怪塔”之称。如今当人们站在塔旁仰视,会感觉斜塔似乎要迎面倒下,着实让人惊心动魄。

前卫歪塔倾斜度堪称世界第一

从倾斜度来说,前卫歪塔堪称世界第一。著名的意大利比萨斜塔倾斜度为5度40分,我国的上海松江县天马山护珠塔倾斜度是6度52分,南京方山定林寺塔的倾斜度是7度59分54秒,较前卫歪塔的倾斜度都有很大的差距。因此,前卫歪塔是当之无愧的“世界第一斜塔”,完全有资格去“冲击”吉尼斯世界纪录。

前卫歪塔堪称我国斜塔建筑中的瑰宝。早些年,它曾被列入中国四大斜塔之一。现在,被称为“斜塔”的古塔在中国已达到17座,但没有一座倾斜度能超过前卫歪塔,位居倾斜度“亚军”的是南京定林寺塔,倾斜度不足8度。然而,令人担忧的是:前卫歪塔虽然是得到学术界认可的世界第一斜塔,但以往对它的宣传推介和旅游开发还很不够,以致它的知名度很低。应该承认,前卫歪塔在旅游品牌包装方面显得落后许多,以至于多年来“养在深闺无人知”。

前卫歪塔破损严重急需保护

记者昨日在饱经风霜的前卫歪塔面前看到,目前前卫歪塔的保护状况实在令人担忧。由于保护力度不够,塔身底部的青砖已被人为拆毁了很多,露出了极不均匀的石头毛茬,塔的上面和四周更是布满了长短不一的枯草,使得这座见证了一千多年风雨洗礼的斜塔面目皆非。

跟随记者一同前往的文物专家张恺新告诉记者:前卫歪塔破坏如此严重,看了真让人痛心,保护斜塔工作迫在眉睫!目前最急需的是修缮已经残损的塔顶部和塔身底部,同时在条件允许情况下还应对缺损的飞天、佛像进行修复,并设置防护栏和禁止攀爬标志、安装避雷设施、邀请建筑专家对其进行定期“会诊”等等。此外还应该完善旅游配套设施,如说明牌、路标、指示牌、停车点等。同时有关管理部门更应该尽早为该塔“正名”,认定其“世界第一斜塔”的地位。还应该加紧采取保护措施,同时整理出相关材料,准备将这一代表我国历史文化的前卫歪塔及早申报吉尼斯世界纪录。
参考资料:http://finance.sina.com.cn/money/collection/hrtw/20050413/11081513542.shtml

一九九零年,因为帕维亚一座根本没有倾斜的钟塔倒塌了,意大利总理便成立了一个委员会,由杰米欧科夫斯基教授担任主席,负责对稳定比塞塔的策略提供意见并加以执行。依照国际惯例,任何珍贵历史古迹的保存,都必须保留其基本特色,同时不能破坏古迹的历史和原工匠的技术。因此对斜塔的任何侵入性手段,都必须减至最低,而且无论采取哪一种永久性的稳定计画,都绝不能架设任何明显的支撑物,何况这种作法可能导致斜塔脆弱的砖石结构应声而倒。

委员会所寻求的解决之道,必须能稍稍减低斜塔的倾斜度,尽管不是很明显,却能减砖石结构的压力,稳定斜塔的地基。经过多年的研究、分析及大规模的试验,终于采用了所谓土壤萃取的方法,要在斜塔地基北侧的下方和旁边安装几根土壤萃取管。

一九九九年二月,在一片令人屏息的紧张气氛中,一部特殊的钻孔机在严密的监视下,一步一步地慢慢从A层抽出少量的土壤。由于土壤质地松软,每次抽取后所形成的空洞会慢慢地封闭,使得地表稍稍下沉,而斜塔也微微向北转动。

土壤萃取的作业进行了两年半,钟塔的倾斜度减少了半度。如果斜塔再度开始向南倾斜,将来可能会再做一次土壤萃取。除了这个方法之外,在南侧最脆弱的几个地方,也做了限量的砖石强化。

这个方法把谜样而美丽的钟塔渐渐稳定下来,不但保存了斜塔的特色,也维持了它和底土之间耐人寻味的互动关系。

它倾斜5.5度啊!

比萨斜塔为什么倾斜了几百年也没有倒下?
研究显示,斜塔的高度和硬度与其基座土层的相互作用防止了地震时的共振,从而保证了其结构的稳固。布里斯托大学教授米罗纳基斯表示:“正是原本导致塔身倾斜的土壤,在地震发生时成为了支撑斜塔不倒的力量。”1990年,面对比萨斜塔即将崩塌的危机——倾斜度达到了4.93米,当地政府决定进行修复。如果不采取措...

比萨斜塔不倒的原因
比萨斜塔不倒是因为地基中有大量的水泥,而且实施了防水工程,并且当地部门会定期检查修理,比萨斜塔是著名建筑师皮萨诺主持修建的,是比萨城的标志,比萨斜塔随着时间的推移已经濒临坍塌,在实行补救措施后又重新稳固。比萨斜塔为什么不会倒 1、不倒原因 比萨斜塔不倒是因为地基中有大量的水泥,而且每块...

比萨斜塔为什么斜而不倒
是因为独特的设计和地基条件。比萨斜塔斜而不倒的主要原因就是独特的设计和地基条件比赛斜塔位于柔软的土壤层中,可以吸收地震和外部力量对比萨斜塔造成的影响,减少了塔的活动。而且比萨斜塔是大理石和石灰石等材料建造的,具有良好的抗压和抗拉强度,承受较大的侧向力和扭曲力。

比萨斜塔为什么可以保持稳定?
7. 比萨斜塔所在的地区地质条件稳定,地震活动较少,这使得斜塔在历史长河中未受到严重的自然灾害影响。综上所述,比萨斜塔之所以能够保持稳定,是因为其建筑材料、结构设计、地基构造、倾斜角度和地质条件等多种因素的共同作用。这些因素确保了比萨斜塔在承受重力和外力作用时能够保持平衡,从而保证了其长期的...

比萨斜塔会倒吗?
1. 比萨斜塔为什么不会倒?比萨斜塔不会倒的原因在于其倾斜程度尚未达到使其倒塌的程度。尽管倾斜明显,但比萨斜塔的重心仍然位于地基的垂直上方,地基能够承受其重力,因此得以保持稳定。然而,随着倾斜的加剧,当重心超出地基范围时,比萨斜塔将面临倒塌的风险。2. 比萨斜塔在将来会倒吗?关于比萨斜塔的...

比萨斜塔逾千年斜而不倒,这是怎么做到的?
4. 意大利人持续对比萨斜塔进行保护和修复工作。1990年,斜塔因倾斜过度而关闭,经过11年的修复工程,斜塔被成功扶正了约44厘米。专家预测,只要不受地震等不可抗力的影响,比萨斜塔可保持稳定状态长达300年。5. 修复后的比萨斜塔重新开放,成为世界各地游客的热门参观地,继续以其独特的历史和建筑魅力...

比萨斜塔为什么不倒的原理
1、地基与材料 比萨斜塔之所以屹立不倒,得益于其坚固的地基和特殊的建筑材料。地基中掺入了大量的松木,这种木材的特性使得塔基能够很好地抵御土壤的侧压力。此外,塔身使用的石砖之间采用了告局做的水泥粘合,增强了整体的稳定性。2、建筑设计 比萨斜塔由意大利著名建筑师奥洛齐欧·皮萨诺在1173年启动建造...

比萨斜塔为什么“斜而不倒”?
3. 斜塔的倾斜始于建设过程中的第三层,主要原因包括:不稳固的地质条件、浅地基以及过重的建筑材料。这些因素导致塔身在建设过程中逐渐倾斜。4. 1972年,斜塔在地震中经受住了考验,尽管之前已有显著的倾斜,但它依旧稳固。斜塔的倾斜度已达到5.3度,塔顶偏离中心约4.4米。5. 为了防止斜塔进一步倾斜...

比萨斜塔会不会有一天倒塌,为什么?
由于塔身承受的重量过重以及地质条件松软,比萨斜塔的南面地基比北面低约2米。在建设过程中,塔身便出现了轻微的倾斜,并且随着工程的推进,倾斜度不断增加。在第三层建设时,倾斜度变得明显,工程一度暂停。一个世纪后,工程师托马索·皮萨诺经过精确的测量和计算,确认比萨斜塔尽管倾斜,但仍然稳固,工程...

比萨斜塔利用什么原理使塔不倒?
2、比萨斜塔的重心恰好位于其地基的投影中心,这样的设计确保了重力始终垂直作用于地面。这是比萨斜塔保持不倒的主要原理。重力是均匀分布于塔体各部分的,但为了简化受力分析,我们将其视为一个集中于一点的力——重心。物体的重心位置取决于其形状和质量分布。对于形状规则、质量分布均匀的物体,其重心...

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