斜着而且不倒的原理 比萨斜塔不倒的原因物理层面

比萨斜塔 , 是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼 。
比萨斜塔 , 因位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场而得名 , 建于1173年8月 , 建筑工程曾两次长时间间断 , 历经约二百年才完工 。外墙面均为乳白色大理石砌成 , 为罗马式建筑风格 。
【斜着而且不倒的原理 比萨斜塔不倒的原因物理层面】比萨斜塔 , 有两个高度:从地基至塔顶58.36米 , 从地面到塔顶55米 。地面上的墙体宽度4.09米 , 塔顶宽2.48米 。
重心在地基上方22.6米处 。与地面接触的圆形面积为285平米 。经估测 , 总重约为14453吨 , 对地面的平均压强约为497千帕 。
比萨斜塔 , 在1178年第一次发现倾斜 , 倾斜角度3.99度 , 目前 , 倾角约5.5度 。偏离地基外沿2.5米 , 顶层突出4.5米 。

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比萨斜塔 , 由著名建筑师那诺?皮萨诺主持修建 。曾一度认为是故意被设计成倾斜的 , 事实并非如此 。
1173年8月9日开始建造 , 设计是竖直的 , 高8层 , 总高度为54.8米 。1185年 , 建到第4层时发现已经倾斜偏向东南方 , 工程因此而暂停 。
1231年 , 工程继续 。1278年进展到第7层的时候 , 塔身已不呈直线 , 为凹形 , 工程再次暂停 。1360年 , 在停滞差不多一个世纪后作了最后的冲刺和修正 。1372年顶层完工 。
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比萨斜塔倾斜的原因 。比萨斜塔之所以会倾斜 , 是因为它地基下面有特殊的土层 。
比萨斜塔的地基下面有好几层不同材质的土层 , 由软质粉土沉淀物和非常软的粘土相间构成 , 在深约一米的地方则是地下水层 。最新研究表明 , 钟楼建造在古代海岸边缘 , 因此 , 土质在建造时已经沙化和下沉 。
比萨斜塔斜而不倒的原因众说纷纭 , 史学家皮洛迪教授研究后认为 , 建造塔身的石砖都是一块块石雕佳品 , 石砖与石砖间的粘合极为巧妙 , 可有效地阻止塔身倾斜引起的断裂 。
也有一些研究者发现塔身曾一度向东倾斜 , 尔后又转向南倾斜 , 从而抵消了部分重心的偏离 。另外 , 建造者采取各种修正措施 , 刻意将上层搭建成反方向的倾斜 , 也补偿了重心的偏离 。
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传说1590年 , 出生在比萨城的意大利物理学家伽利略 , 曾在比萨斜塔上做了自由落体实验 , 发现了自由落体定律 , 推翻了此前的亚里士多德错误的观点 。
1990年 , 意大利政府将其关闭 , 开始进行整修工作 。1999年10月开始 , 采用斜向钻孔方式 , 从斜塔北侧的地基下缓慢向外抽取土壤 , 使北侧地基高度下降 , 斜塔重心在重力的作用下逐渐向北侧移动 。
2001年6月 , 倾斜角度回到安全范围之内 , 终于止住倾斜趋势 。最新调查发现 , 该塔的倾斜幅度在2001年至2013年间 , 共减少2.5厘米 。专家认为 , 只要没有不可抗拒的自然因素 , 修复的比萨斜塔 , 在300年内不会倒塌 。

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