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        比薩斜塔不倒之迷

        2010-04-12 00:00:00
        科普童話·百科探秘 2010年12期

        比薩斜塔坐落在意大利古城比薩大教堂的廣場(chǎng)上,1173年由建筑師博納諾·皮薩諾開始建造。當(dāng)建到第3層時(shí),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(nèi)恢復(fù)建塔,他試圖將傾斜的塔身調(diào)直,可是沒有成功。由于迪·西蒙內(nèi)死于1284年的戰(zhàn)爭(zhēng)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??⒐r(shí),因塔頂中心點(diǎn)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(xù)緩慢地向南傾斜。據(jù)自1911年以來的系統(tǒng)測(cè)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?其實(shí)這是地球重力與塔基下面不均衡的水平力共同作用的結(jié)果。

        根據(jù)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(jié)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(jié)合水就會(huì)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(dāng)下面砂層自由水被人為地抽汲而造成壓力下降時(shí),這種粘土層的壓縮和沉降還會(huì)大大地加速,引起斜塔的傾斜速度加快。據(jù)測(cè)定,在從砂層中抽汲地下水的時(shí)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(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題,停止抽汲砂層中的地下水,斜塔的傾斜速度才恢復(fù)原來的數(shù)值。這座塔為什么向南傾斜?據(jù)比薩大學(xué)一位老教授的解釋說,可能是太陽的影響。因?yàn)橐獯罄窃诒卑肭?,南面的大理石受日照?qiáng),熱脹冷縮產(chǎn)生的力對(duì)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(nèi)采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(diǎn)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(nèi)還不會(huì)倒塌。這是因?yàn)閺乃闹匦囊碌呢Q直線并沒有越出它的底面的緣故。

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