比薩斜塔與柔軟地基相互作用 利於防震

日本大阪6月18日發生強震,同樣位於地震帶的台灣,抗震的建築和設施也顯得格外重要,而遠在另一端的義大利,有個舉世聞名、耐震長達好幾世紀的比薩斜塔,近期學者也發現答案就在斜塔的歷史中,終於揭開斜塔持續不倒的秘密,可望作為抗震技術的借鏡。

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遊客們作勢擺出扶著斜塔的動作,為的就是要拍出最逼真生動的照片。這裡正是義大利最知名的觀光景點比薩斜塔之一,每年都吸引數百萬名遊客前來,在圍繞著斜塔的奇蹟廣場,拍下自己一舉撐塔的奇景照。

但其實比薩斜塔周圍除了滿滿的觀光客,還有一群比薩大學的教授和學者,在斜塔周圍地面進行測量和分析。早從1911年開始,工程師和學者就不斷系統式地研究比薩斜塔,最新的研究是針對斜塔對地震的反應,要找出斜塔是如何挺過幾場大地震,卻仍屹立不搖的秘密。

比薩大學土木工程系工程師斯奎利亞說:「我們認為斜塔傾斜會對動態反應不佳,但由於斜塔結構和塔底下軟土的相互作用,使傾斜狀況不再是負面因素,反而成為塔樓對動態反應的有利功能。」

比薩斜塔為比薩主教座堂的鐘樓,從1173年開始興建,但花費長達2個世紀才蓋好,因為興建初期由於土質鬆軟而傾斜,而暫停興建,直到14世紀下半才完工。而斜塔從13世紀末起,就歷經至少4場大地震,也因為有其他塔樓倒塌,斜塔也跟著在1990年關閉,之後10年間,當局對斜塔進行加固,才又在2001年重新開放。而最讓學者感到驚訝的是,斜塔不僅從未倒塌,塔樓向南傾斜5度的特色,非但不是弱點,反而是幫助斜塔挺過地震的原因,關鍵就在斜塔底部的柔軟地基。

羅馬第三大學營建技術教授努蒂表示:「斜塔是建在柔軟土質上才造成傾斜,但這樣的弱點反而成為抗震優勢,因為柔軟地基可作為避震器,而避免受到地震水平移動的影響,才能挺過地震即使是強震。」

研究團隊表示,這項研究還只是第一步,接下來將詳細研究斜塔的土地,希望深入到地面下的硬性土質層,也將在斜塔的軸心裝設儀器,以更了解在嚴重地震時,斜塔移動和變形的狀況,未來就能作為抗震技術的借鏡。

(民視新聞/林昀嫻 綜合報導)

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