比薩斜塔的5.5斜度,幾百年來一直讓工程師疑惑不已。
1173年8月開始建造的比薩鐘塔,5年後還沒完工就開始傾斜,建造立刻中止了接近一世紀,1275年恢復建造,1372年左右完工。它之所以傾斜,是因為有一部分蓋在意外柔軟的土地上,結果這個歷史意外後來成為聯合國教科文組織的世界文化遺產,也是全球觀光客熱愛的景點之一。
建造方當年有採取一些預防措施避免比薩斜塔傾倒,包括加長一邊的圓柱,減少上層的斜度,以及使用不對稱的裝飾來隱藏傾斜,並大幅降低塔的高度,低的一邊高183英尺、高的一邊186英尺。
比薩斜塔600年後依然很斜並不意外,但能撐過好幾次強震就令人驚訝了。
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為什麼結構看起來這麼不穩的建築物,在地震頻發的義大利,可以屹立數百年?如果你自行組裝Ikea廚櫃時傾斜了18度,它大概撐不了太多年就會倒了。
米隆納基斯教授(Professor George Mylonakis)很想知道答案。
根據Phys.org,比薩斜塔活過兩次世界大戰,迎接數百萬遊客,而且1280年以來至少活過4次強震,其中一次地震規模大於6.0。
工程學教授米隆納基斯及十多位研究者思考出的答案,與軟土以及「有機土壤結構相互作用」(dynamic soil-structure interaction)有關。
根據Phys.org,這些工程師們判斷,比薩斜塔的高度和剛性,結合了地基土壤的柔軟,導致其結構的震動特性大幅修正,因此比薩斜塔不會與地震的地面動作共振。