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你知道比萨斜塔正在一点点地变正吗?

2018-12-08
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1173 年建成的比萨斜塔是中世纪比萨共和国国力的象征。因地基不均匀而且土质较软,这栋 57 米的独立式钟楼自建成起就越来越“歪”。


1990 年,比萨斜塔因倾斜程度超过安全范围(塔身偏离中轴线 4.5 米)而首次暂停对外开放。随后的 11 年里,负责维护斜塔遗迹的 OPA(Opera della Primaziale Pisana)组织陆续进行了多次“纠正”活动。


(图源:phys.org)


OPA 的技术总监 Roberto Cela 表示:“我们在塔倾斜起始的那一侧的地下植入了多根管道,并在铺设管路的过程中,通过精细的钻取来移除土壤。”


这 11 年间,比萨斜塔被“纠正”了 41 厘米,2001 年至今则又努力了 4 厘米。


但这个 14500 吨的大家伙移动的科学本质还有待发掘,因此它也成为了众多建筑科研工作者的选题,基本每小时就会被采集一次物理数据。


比萨大学的 Nunziante Squeglia 教授曾就其变形的趋势提出一个理论:“斜塔在夏天时变形的程度最大,因为天气较热,而且塔是朝南倾斜,所以它南面的石材会吸收热量并膨胀,同时塔身也会向反方向‘校正’。”


而在此之前,布里斯托大学土木工程教授 George Mylonakis 带领了一个 16 人团队研究出了困扰了大家数年的比萨斜塔不倒的奥妙。


该团队研究了地震,地址,结构三方面的信息,发现比萨斜塔不倒的原因可以归结于一个叫做“动态土壤作用”的现象(DSSI)。斜塔的高度与硬度和地基泥土的松软度改变了斜塔的震动系数,使其在地震时并不与大地共振。而无法共振就是它能够在强震中存活的关键。


Mylonakis 表示,讽刺的是,正是这救了斜塔的土壤导致了它的倾斜。这也算是,成也萧何,败也萧何了。


但根据 OPA 的 Cela 预测:“比萨斜塔永远都不会变成竖直状态。


据他描述,当初塔建成初期,人们为了将其扳正,还在倾斜的那一侧添了一些石材,这也导致目前比萨斜塔是轻微的“香蕉形”。


-End-


编辑:阿敏

参考:

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07659-5


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