各國(guó)標(biāo)志性建筑——比薩斜塔

比薩斜塔

(意大利語(yǔ):Torre pendente di Pisa或Torre di Pisa,英語(yǔ):Leaning Tower of Pisa)建造于1173年8月,是意大利比薩城大教堂的獨(dú)立式鐘樓,位于意大利托斯卡納省比薩城北面的奇跡廣場(chǎng)上。

比薩斜塔從地基到塔頂高58.36米,從地面到塔頂高55米,鐘樓墻體在地面上的寬度是4.09米,在塔頂寬2.48米,總重約14453噸,重心在地基上方22.6米處。圓形地基面積為285平方米,對(duì)地面的平均壓強(qiáng)為497千帕。從1178年首次發(fā)現(xiàn)傾斜以來(lái),到現(xiàn)在傾斜角度已達(dá)到3.99度,偏離地基外沿2.5米,頂層突出4.5米。

比薩斜塔之所以會(huì)傾斜,是由于它地基下面土層的特殊性造成的。比薩斜塔下有好幾層不同材質(zhì)的土層,各種軟質(zhì)粉土的沉淀物和非常軟的粘土相間形成,而在深約一米的地方則是地下水層。這個(gè)結(jié)論是在對(duì)地基土層成份進(jìn)行觀測(cè)后得出的。最新的挖掘表明,鐘樓建造在了古代的海岸邊緣,因此土質(zhì)在建造時(shí)便已經(jīng)沙化和下沉。

比薩人堅(jiān)信它不會(huì)倒下,他們有這樣一句俗語(yǔ),比薩塔像比薩人一樣健壯結(jié)實(shí),永遠(yuǎn)不會(huì)倒下去。


傳說(shuō)1590年,出生在比薩城的意大利物理學(xué)家伽利略,曾在比薩斜塔上做自由落體實(shí)驗(yàn),將兩個(gè)重量不同的球體從相同的高度同時(shí)扔下,結(jié)果兩個(gè)鉛球幾乎同時(shí)落地,由此發(fā)現(xiàn)了自由落體定律,推翻了此前亞里士多德認(rèn)為的重的物體會(huì)先到達(dá)地面,落體的速度同它的質(zhì)量成正比的觀點(diǎn)。

但是,伽利略的兩個(gè)球體并非像傳說(shuō)中的一樣一起落下,即使重力加速度不變,兩個(gè)球體受到空氣阻力影響,是不會(huì)一起落下的。這也就是為什么鵝毛和鉛球不會(huì)一起降落的原因。由于受到空氣阻力,兩個(gè)球體不能看作自由落體。但是伽利略的實(shí)驗(yàn)理論是正確的,在真空中,無(wú)論多重的物體,都遵循自由落體定律。


為了解決比薩斜塔的傾斜問(wèn)題,1962 年意大利工程師Terracina提出“掏土法”的解決方案,由于顯得不夠深?yuàn)W而遭長(zhǎng)期擱置,直到該法在墨西哥城主教堂的糾偏中成功應(yīng)用,又被重新得到認(rèn)識(shí)和采納。比薩斜塔拯救工程于1999年10月開(kāi)始,采用斜向鉆孔方式,從斜塔北側(cè)的地基下緩慢向外抽取土壤,使北側(cè)地基高度下降,斜塔重心在重力的作用下逐漸向北側(cè)移動(dòng)。2001年6月,傾斜角度回到安全范圍之內(nèi),關(guān)閉了十年的比薩斜塔又重新開(kāi)放?,F(xiàn)在我們稱(chēng)這種方法為“地基應(yīng)力解除法”。


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