理论教育 大雁塔内部结构揭秘|探地雷达扫描发现惊人事实

大雁塔内部结构揭秘|探地雷达扫描发现惊人事实

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:|陈曾经使用探地雷达扫描技术对大雁塔塔体进行探查,就像咱们去医院B超检查,2006年做的。勘察报告说,大雁塔第一层外面是1.2米的砖,里面是土,砖表土芯;第二层是0.9米的砖,里面是土。林那这就说明大雁塔就是个纯砖塔,而不是一直以来被认为的是个土芯砖表的塔。小雁塔、法门寺塔都发生过这样的破裂。但是小雁塔没坏,大雁塔就破坏严重一些。卞我看大雁塔的塔刹像是后来修的?

大雁塔内部结构揭秘|探地雷达扫描发现惊人事实

岳 我记得曾有某大学的团队做过大雁塔的勘察,有什么新发现?

|陈 曾经使用探地雷达扫描技术对大雁塔塔体进行探查,就像咱们去医院B超检查,2006年做的。勘察报告说,大雁塔第一层外面是1.2米的砖,里面是土,砖表土芯;第二层是0.9米的砖,里面是土。我们认为这个勘察结论太离谱了,大雁塔是经历过华县大地震的,8.3级,大地失色,山移河徙,如果扫描结论正确,大雁塔是不可能从地震中保存下来!我们请示有关方面,做了几个微孔(40毫米芯样)探查,探孔布在三层东侧偏北,从外面探2米多深,全是砖,从东侧券洞探1.5米,也是砖。探查结果是明代外包600毫米可信,但探查深度内未见填土。

林 那这就说明大雁塔就是个纯砖塔,而不是一直以来被认为的是个土芯砖表的塔。

|陈 基本可以确定,从塔的结构布置来看,应该是全砖的。

岳 是他们的探查设备不行吗?

|陈 这个设备一方面是操作,再一个方面就像做B超一样,那个看的人也很关键

卞 陈老师,古塔除了基础这部分的问题,塔体会不会有开裂的问题?

|陈 从既往的破坏形态看,沿中轴面的破裂是古塔建筑主要的、也是最可怕的破坏形态。小雁塔、法门寺塔都发生过这样的破裂。

林 就是从中间劈开。

|陈 是的。塔体倾斜或弯曲以后中轴面会产生较大的剪应力,这个面的抗剪能力不够,塔体就会破裂,尤其对于开有门窗洞口的塔。

卞 那开裂怎么修补呢?

|陈 简单且有效的办法就是加箍。西安小雁塔1964年整修中,在塔2、5、7、9、11各层檐上加钢板腰箍,对提高塔中轴线抗剪能力极有效果。正是这几道钢板腰箍,使得小雁塔在2008年“5·12”汶川8级特大地震中有良好表现。小雁塔虽然相对大雁塔来说高耸一点,自震周期要长一些,汶川地震对西安来说是远震,远震主要是长周期波,应当破坏严重一些。但是小雁塔没坏,大雁塔就破坏严重一些。

林 因为小雁塔有箍。

卞 加箍的做法对塔的外观形象会不会有影响?

|陈 一般不会有大的影响,加在塔檐上方,一个箍一般就10毫米厚,足够了。

岳 那宽度呢?

|陈 宽度10~15厘米就够了,人在下面仰视看不见。再一个,塔那么大,加一个箍也不影响什么。文物的保护就是在各种利害关系之间找一个平衡,找一个最佳点。

卞 除了加箍之外是不是还需要对砖做一些替换?

引自:陈平《窣堵千秋未寂寥—— 古塔建筑纠偏与加固工程案例》

|陈 砖的替换从受力上来说不太合适。原来的那个砖(是)压着的,受很大的力,你把它掏出来它的应力就释放了,你再塞回去就很难达到原来的应力水平了。尽可能不替换,除非不得已。

林 也就是说,对塔体开裂最好的维修办法就是加个箍。

|陈 对,就加箍,加箍是最有效的,也是最简单的方式。

卞 现在咱们讨论的都是砖塔,木塔也是这样的吗?

|陈 木塔也是这个道理。

卞 我看大雁塔的塔刹像是后来修的?

|陈 对,史料记载,华县大地震慈恩寺大雁塔“塔顶坠压使碑亭毁”。但是那个应当是有根据的复原,塔刹这个东西平常不会有啥问题,但是地震的时候很难保证,很高,很重,地震的鞭梢效应14,很难保护下来。

林 前一段时间您是不是受邀作为专家去缅甸修塔了呀?(www.daowen.com)

|陈 去看了一下。有可能的话你应该带学生去缅甸看看,那儿遍地是塔,光蒲甘一个小镇子,保存有2000多座塔。这次咱们国家承担的是最大的那个塔的维修,东西方向就有90多米,南北方向60多米,高度也是60多米,塔庙结合。

林 这2000多座塔都是古代的塔?

|陈 11世纪到13世纪的。

林 看来那里是个佛教中心。那些塔是什么问题,也是倾斜吗,还是开裂?

|陈 缅甸位于印澳板块与欧亚板块的结合部,地震多发,这些塔主要是地震开裂。

卞 您说是不是有必要做一个技术集,针对不同的类型,具体各个环节该怎么做?

|陈 可以有一个大致的原则,具体技术措施还是要根据具体情况来处理。

林 大家还有什么问题吗?

|陈 以后可以经常坐一块聊一聊,我也向你们学习。

林 主要是我们向您学习,配合您做古塔相关的研究工作。

|陈 今年(2020)我想把研究重心放在缅甸塔方面。1983年联合国教科文组织与前南斯拉夫一个大学做过一些系统的研究。负责人是地震工程学方面的专家,他们从缅甸的板块构造特点入手,把蒲甘地区的地质构造、岩土条件、地震危险性,一些典型塔的结构特点、地震反应,以及某些塔的保护措施等进行了系统的研究。现在看里面有些观点还是有些问题,特别是地震反应分析及后期保护措施这块,但是你得承认,人家做得很扎实,很全面。文物保护涉及的学科太多,很难把各个方面都掌握。我们的长处在于力学功底、结构工程及工程抗震方面,但遇到其他如地质等方面的问题,我们就说不太清楚。

岳、卞 谢谢陈老师!

1 净光寺塔平面为正方形,底层边长4.6米;7层,通高20.4米。始建年代不详,一说建于初唐;二说建于唐宪宗元和十二年(817);三说建于宋元祐二年(1087),明洪武十六年(1383)重修。净光寺塔地基土中隔0.3米左右分布一层径约20厘米圆石,圆石间距约30厘米,有关专家称之为“潦石”,共3层。塔基边缘直接施二级台阶,无特殊构造。

2 1981年法门寺塔塔身半边倒塌。

3 侯卫东,陈平教授的研究生班同学。1981—1984年师从西安冶金建筑学院建筑历史学科奠基人赵立瀛教授攻读建筑历史与理论硕士学位,研究生毕业后至陕西省文物局工作;1998—2007年任西安文物保护修复中心主任,后调至中国文化遗产研究院(原名中国文物研究所),先后任总工程师、副院长、书记;2009—2018年任ICOMOS中国委员会副理事长、国家文物局专家组专家、二级研究员

4 小雁塔基座周围约30米内地下为均匀的夯土,靠近塔基的夯土深度约为2.35~3.6米,探凿的最远处夯土深度约1.4~1.7米,塔基正下方部分尚未探凿。

5 唐朝元和十二年至咸通九年(817—864)。

6 泰塔一层室内原砖铺地以下为1.26~1.96米深的夯实填土,以粉质粘土为主,混有少许瓦片、直径3~5厘米的卵石,卵石含量达20%左右,含植物根系、黑色碳渣,偶见个别直径约为16厘米的石块;再往下为1.8~4.9米深的素填土,以粉质粘土为主,含少量砖瓦碎块、黑碳渣,见植物根系、白色钙质条纹;再往下为3.1~7.1米深的黄土状土(粉质粘土),经判定为新近堆积黄土。

7 我国现存最高的砖塔。为倡导泾阳、三原和高陵三地之文风而建,故名“崇文”。始建于明万历十九年(1591),万历三十六年(1608)竣工。平面正八边形,13层,通高87.2米。

8 此处地震是指明嘉靖三十五年年初(阴历,1555年底至1556年初)发生的关中大地震,震中在华县,也称华县大地震。

9 万寿寺塔始建于明万历年间,平面正六边形,底层边长3.05米;6层,通高22.26米。

10 万寿寺台基由10层青砖砌筑而成,地面上下各5层,基础埋深500毫米。基础底面以下为2.1米厚的夯填土,塔体纠偏施工中揭露塔基下方1.0米深度范围内的处理方式为一层黃土、一层红粘土交替夯筑。

11 人工挖掘隧道,在掘进的同时构建(铺设)支撑性钢架(管片)。

12 大象寺塔建于宋,平面为正方形,底层边长4.8米,13层,现高28米。

13 对局部酥碱、空鼓、鼓胀或损坏的墙体进行选择性的修补、重砌。

14 鞭梢效应(Whipping Eあect)指当建筑物受地震作用时,它顶部的小突出部分由于质量和刚度比较小,在每一个来回的转折瞬间,形成较大的速度,产生较大的位移,就和鞭子的尖一样,这种现象称为鞭梢效应。在《工程抗震术语标准》规范中是这样写的:在地震作用下,高层建筑或其他建(构)筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象。

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