扛得住10级地震?传承7000年的黑科技,为何今天的科技难以复制?

探子有密报 2022-07-08 00:08:09

生活在地球上的我们,每时每刻都面临着地质灾害,气象灾害,以及物种侵害等,其中有很多现象我们都难以避免,除了提前预警,就是制造出一些可以预防灾害的器物。

地震现场

但是有一些灾害,即便我们已经和它对抗了千万年,仍旧难以提前预见,并且进行避难。

比如地震,我们只能发明抗震建筑,进行地震演练,提高人们面对突发地震的处理能力等。

接下来,我们就来了解一个,据说可以抗住10级地震,并且传承了7000年的黑科技,不过现代科技却无法复制,这是为什么呢?

黑科技就是强大的故宫

要说到我国采用了黑科技建造的建筑,那一定少不了故宫了。

故宫建筑

故宫自1420年建成后,距今已经有600多年的历史了,是我国最大的古建筑,占地面积达到72万平方千米,建筑面积达到15万平方千米。

到访过故宫的人,无一不感叹它的气势磅礴,它的雄伟神秘。

而它的神奇,还在于历经数百年沧桑,依旧稳稳地屹立在北京城中。

故宫正好位于燕山地震带,在这期间,据记载它已经经历了大大小小的地震200多次。

气势磅礴的故宫

大家可能都记得发生在1976年的唐山大地震吧,当时的震级达到7.8级,整个唐山在23秒内遭到了严重的破坏,65万间民房会瞬间摧毁。

距离唐山仅150公里的北京,也受到了很大的损伤,很多建筑都出现了坍塌的现象。

但是故宫的古建筑却几乎没有受到什么影响,这简直令人震惊。

其实唐山大地震还不是故宫经历过最大的一次地震,在1679年,燕山地震带也发生了一次大地震。

电影中的地震现场

此次受到破坏的面积纵长有5000米,震级可能已经达到8级。

在相关记载中:“巳时地震,从西北至东南,如小舟遇风浪,人不能起立,城垣房屋存者无多,四面地裂,黑水涌出,月余方止,所属境内压毙人民甚众”。

由此可见,此次地震造成了多大的灾害,然而故宫依旧无损。

故宫建筑的抗震测试

按理说,这样大的地震对建筑几乎可以造成毁灭性的破坏,更何况还是经过数百年风雨的古建筑呢?

屹立不倒的建筑

所以为了探索故宫的抗震级别,以及其抗震的原因,在2017年,我国进行了一次模拟地震实验,当时外国记者还对其进行全方位的摄影。

工程师们按照1:5的比例,对几个故宫建筑进行房间,然后放置在模拟地震的平台上进行测验。

在进行测验之前,外国记者还拿着专家给的建议,认为这样的古建筑不可能扛不住6级以上的地震。

听到这样的话,我国工程师们只能笑而不语,毕竟这种“打脸”的举动,要让外国记者自己领悟。

搭建故宫

故宫可以抗住10级地震

首先工作人员将震级调到4.5,此时人们可以明显地感觉到震动,在平台上,我们可以清楚地看到故宫建筑在上面,呈现大幅度地晃动,看上去马上就要坍塌了一般。

然而经过30秒后,它依然稳稳地立在那里,如果是简单的建筑墙体,恐怕早就出现裂缝,甚至倒塌了。

接着工作人员将震级调到6级,此时外国记者已经屏息,他的表情似乎在说,这个建筑下一秒就会倒塌。

摇晃但不受影响

结果竟然和刚才的震级没有什么两样,在晃动之后它依然完好无损。

接着震级达到7.5级,这已经快达到唐山大地震的程度了,然而整个建筑模型仍旧只是剧烈摇晃,尽管内部的墙面已经坍塌,但是模型的木制结构依然完好无损。

随后来到9.5级,人类史上遭遇过的最大地震,也就这个震级了,结果就和前面差不多。

最后当震级调到10级时,现场所有人都已经不敢呼吸了,这30秒的时间似乎尤其漫长,而这个建筑依旧没有倒下。

9.5级强烈晃动

经过查看之后,它也只是比之前标记的位置,挪动了几厘米而已。

榫卯可以缓冲地震的威力

到底是怎样的黑科技才能建造出这样一个,抗住10级地震的建筑呢?

其实在这个过程中,我们已经发现了其中的奥秘,那就是无论多大的地震,故宫建筑的木制结构都很难出现坍塌。

而其中采用的,就是我国古建筑中最常用的榫卯结构,1973年,我国考古队就在河姆渡遗址中发现了距今7000年的榫卯,并且已经十分成熟。

榫卯结构

由此可见,这一黑科技已经在我国传承了数千年。

榫卯是由榫头和卯眼两部分组成的,将它们进行嵌套固定后,就可以加强建筑的稳定性。

一座古建筑中,光是屋顶就需要上万个榫卯结构,可以看到,它们在进行嵌套时会留下一些微小的空隙,使整个建筑具有一定的柔韧性和弹性。

可以在遇到重力或者地震时,允许材料产生一定的变形,使其不会轻易被折断倒塌。

建筑屋顶的榫卯结构

这些小小的零件,每一个都能在遭遇地震时,吸收地震的冲击力,然后将这股力量向下传递,从而起到卸力的作用。

榫卯结构的抗压能力也很强

除此之外,榫卯结构的抗压能力也很强,建于800多年前的卢沟桥,采用的就是银锭铁榫,这种两头宽,中间窄的结构可以用来连接石料。

在1979年的时候,装载一批重型设别的车辆需要穿过永定河。

镶嵌在石料中的银锭铁榫

但是由于吨位实在太大,几座在永定河上新建的桥梁根本没法承载,此时专家提出建议,从泸沟桥上过去,甚至都不用加固。

很多人都表示十分担心,这批设备和车辆一起可是有429吨重啊,这座古桥真的可以吗?

纠结了半天,也没有别的办法,而专家甚至还立下了军令状,于是这批设备就上了泸沟桥。

在监测仪表上,可以清晰地看到桥拱一点点下沉,260多米的距离,一共行进了20分钟。

卢沟桥

但好在,最终卢沟桥通过了考验,依旧安然无恙地立在永定河上,据仪表数据显示,期间最大的下沉量达到0.52毫米。

中国古建筑从上往下建

除了榫卯结构外,在故宫建筑上还采用了一种建筑方式,那就是斗拱。

在战国时期,榫卯就已经得到进一步发展,衍生出了斗拱,这其实才是中国古建筑的精髓。

它主要用于建筑物立柱、横梁和屋顶的交汇处,可以更大限度地增强房屋的稳定性。

黑科技斗拱

而我国古建筑中,几乎都是从上往下修建的,也就是先立柱子、再搭斗拱,然后从屋顶开始往下修建,可以说是中国独有的建筑。

这样的修建的方式使整个建筑有种头重脚轻的感觉,但是却可以很好地利用屋顶的重力,让柱子骑在地坪上,通过位移缓解折断柱子的冲击力。

而现代建筑,采用的都是钢筋混泥土的机构,像故宫这样抗震的技术几乎很难再复制出来。

从上往下建房子

因为按照工程造价来说,榫卯结构需要耗费大量的人力,以前基本都是纯手工打造,现在即便是用机器制作,也不是一笔小的开支。

而且一座这样的古建筑,还需要耗费很长的时间,要知道当时故宫的修建在几百万人的参与下,经过14年才完工。

并且这样的古建筑很多都是木制结构,因此耗费的成本更是难以估量,所以很少有人会承受住这样的资金投入。

中国古建筑——不倒的释迦塔

就来在古代社会,随着年代的发展,很多古建筑的斗拱都已经被简化了不少,因此如今要复制出一个故宫这样的建筑,已经很难了。

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