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應縣木塔該如何挽救

来源:  点击次数:0  时间:2019-11-09

应县木塔该如何挽救

2002年8月下旬,中国工程院院士李玶收到来自浙江杭州的一封信内有三篇关于拯救山西应县木塔的文章第一篇文章的题目是:《 天下第一塔 如何拯救》,刊登在2002年7月11日的《文汇报》上;第二篇文章的题目是:《 天下第一塔 如何拯救》,刊登在2002年7月13日的《浙江科技报》的《半月特刊》上;第三篇文章的题目是:《曹时中质疑 七院士方案 》刊登在2002年7月16日的《今日早报》上寄信人没有署名,也未告诉通信地址我想寄信人的用意是想听听收信人的看法

我们是地震地质工作者,对建筑一窍不通只是李玶有幸于六十年代去山西考察,路经应县参观过木塔同行数人一致认为木塔曾受到强震的严重破坏现看到上述诸多不同的对木塔的挽救办法,这里作为地震地质工作者,提出以下几点粗浅的认识:

1.应县木塔坐落于山西应县县城的佛宫寺内,其位置恰在汾渭地震构造带北段的六棱山前断裂带上(见图1)

汾渭地震构造带是中国东部历史上地震活动频度高,强度大的地震带应县木塔自建成以来,至少经历了10余次对其有影响的强震,其中1305年的山西怀仁6.5级地震,1626年的山西灵丘7级地震和1683年的山西原平7级地震对木塔的影响较大而影响最大的是1305年的山西怀仁6.5级地震,该次地震的极震区烈度达Ⅸ度据《元史》卷五0《五行志》记载: 元成宗大德九年四月乙酉(初十),大同路地震,有声如雷,坏官民庐舍五千余间,压死二千余人怀仁县地裂二所,涌水尽黑,漂出松柏朽木,其一广十八步,深十五丈;其一广六十六步,深一丈 这次地震的震中位置距应县县城仅约35公里,发震断层距木塔的最近距离约25公里,因而对应县木塔的影响烈度应该是Ⅶ-Ⅷ度木塔受强震的影响是肯定的

2.塔体建筑所在的土层,没有被扰动的迹象,经历次地震的影响,仅木塔的二层平座整体作NE向位移,发生反时钟扭动据此我们认为木塔的变形完全是多次地震引起的,而非地基不均一沉陷的结果木塔的变形属于剩余变形,不需要纠偏扶正如进行纠偏扶正,就等于又遭受一次大震

3.自1695年山西临汾8级大震发生之后,汾渭地震构造带逐渐进入一个长时期的地震活动相对平静期,在至今长达300多年的时间里,没有6级以上的地震发生,而在近几十年里,5级左右地震也十分罕见

即使从最坏的情况来考虑,本区又进入地震活动期,历史重演再发生7级左右的地震,木塔将遭到的地震烈度也不会大于Ⅷ度

4.应县木塔不但有重要的文物价值,而且还具重要的科学研究价值,这是因为木塔的结构变形忠实地记录了地震的历史,是近一千年来汾渭带上历史地震的见证者;同时,也充分说明木质结构建筑物具有良好的抗震效能当前有关单位和专家学者出于对木塔的爱护和关心,一再呼吁要挽救应县木塔,我们也十分支持这个建议

从地震科学研究的角度来看,有如下几点建议请有关单位和专家参考:

①应县木塔的现状在研究地震对建筑物的变形上很有价值如若非要维修不可,也要保持木塔的原姿原貌,包括木塔的变形原貌也应该保持这样其文物价值和科学价值更高应县木塔的重要价值在于它忠实地记录了饱经沧桑的人文历史和自然历史,若重建如初,没有了饱经沧桑的历史面貌,则古塔实际上就不存在了,留给我们的仅是一件应县木塔的复制品

为了保存千年木塔,保存千年受地震损坏的遗迹,保存其原姿原貌,以供后人瞻仰和科学研究,建议仅在损坏的部分加以更换和加固木塔是用红杄木材建造,虽经九百余年风霜侵蚀,但仅损及表皮(1厘米~1.5厘米厚度),其内部仍是好的且据说红杄这种树种在我国已经绝灭,故更是十分宝贵的,不宜拆除废弃

若经费许可,在保住古塔原姿原貌之余,我们建议在塔之西北方向100米~200米处,重建一个木塔的复制品以庆祝祖国的国泰平安,中华民族的振兴,同时以利科学研究和对比(建筑的、抗震的、材料的)估计其费用比木塔本身重建便宜多了

②人们因怕木塔像比萨斜塔一样逐渐歪斜而倾倒,我们认为是不会的为慎重起见,在塔顶可安装GPS监测系统,投资仅2万元~3万元,跟踪监测木塔的变化状况如若没有明显变化,就不必大修若变形仍在继续,并十分严重,则再考虑修整事宜

总而言之,应县木塔建成之后的近千年里历尽沧桑,仅大地震就有十多次,可见影响木塔倾斜、扭曲的主要因素应该是地震,而不是地基的不均匀沉陷所致木塔局部的残损、压碎、劈裂、扭曲等,可采用地质上的 矽化木 的原理用化学物质充填胶结,使其加固补强

此外,可考虑建立监测系统等措施为木塔加强抗震维护即可

最新的研究表明:1955年鱼鲊-拉鲊

级地震,震中区的强震发生断层位于安宁河谷中,河谷中平铺有早更新世河湖相静水沉积-昔格达层宽约数公里,为中、细沙层,间夹黏土层,压实,微胶结强震发生断层有一定宽度,地层变形强烈(见图2)一离开断层,即恢复平坦 地震前,断层上有一村庄,地震后,全村庄荡然无存,形成极震区

断层内外,破坏程度差异明显,界限分明,乃断层破坏时产生围限波使然也

1999年9月21日台湾集集发生了7.6级地震,震源深8千米,石冈大坝坐落在强震发生断层的部分,被彻底摧毁,而不在断层上的部分,则保持相对完整,民房亦然

值得注意的是:强震发生断层上的地震波峰值加速度在0.6克~1.0克,而在带外,则陡降至0.5克以下大坝、民房的抗震设计采用0.15克,相当于地震的基本烈度Ⅶ度,竟能抗御Ⅸ的地震,而建筑物有的基本完好,有的损坏而不倒塌这些现象在我们修复应县木塔时,值得借鉴

应县木塔离本区强震发生断层,最近为12公里,即使发生7.6级地震,对木塔的影响也只有Ⅵ-Ⅶ度(相当0.05克~0.15克)所以在修复木塔时,抗震所取参数,可供设计考虑

(2008年1月25日3版)

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