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验，此外士人也极为重视和城防相关的知识。如沉括在《梦溪笔谈．官政门》即曾提及有关马面的资料。
一般而言，宋代城墙的高度约在11公尺左右。城门外要构筑瓮城，一般是半圆形或方形的，厚度和城墙一样，在两侧设有门。城外距离三十步（46.95公尺）的地方则掘壕沟，以吊桥交通往来。靠近壕沟的内侧则在距离城墙十步（15.65公尺）的地方筑羊马城，羊马城高一丈至八尺（3.13－2.50公尺）之间，羊马城的城门要和瓮城的城门方向错开。羊马城的女墙的高度为五尺（1.57公尺）。
城上都置有女墙，城上每十步（15.65公尺）就设有一个敌棚（楼），马面上也有。四面设置有弩台，弩台的面积为宽一丈六尺（5公尺），长三步（4.67公尺），可以安置大型的床弩。沉括在《梦溪笔谈．官政门》中曾强调马面的作用：「予曾亲见攻城，若马面长则可反射城下攻者，兼密则矢石相及，敌人至城下则四面矢石临之。」
《武经总要》一书曾归结了守城五项的失败原因来提醒守城者：一是壮大寡小弱众；二是城大而人少；三是粮寡而人众；四是蓄货积于外；五是豪强不用命。如果再加上外水高而城内低，土脉疏而池隍浅，守具未足，薪水不供，虽有高城也要弃守。如果要确保城守，则要符合五全的条件，一是修城隍，二是器械具；三是人少而粟多；四是上下相亲；五是严刑赏重。如果再加上大山之下，大河之上。高而不旱，水用足的先天条件，则符合兵法上所说：「城有不可攻。」的优越守势。
靖康年间金人攻克汴京，烧杀掳掠，给予北宋的士大夫很大的打击，开始深切反省失败原因并研究守御之道。绍兴十年(1140)，陈规在读完夏少曾所着《靖康朝野佥言》之文后，深感「痛心疾首」遂撰写《靖康朝野佥言后序》一文检讨守御之道，并将其守御德安成功的经验，再撰写了《守城机要》。陈规在这些作品当中表述了他对于城守的新观念。
在技术史的观念上，陈规的守城战术是建立在因应投石器迅速发展的基础上。尤其投石器虽然是汉人所擅长，但是随着军事的失利，许多宋兵为外族所掳，这种利器也就日益被「师宋之长技以制宋」的外族所充分利用，甚至直接将宋兵编为一军，反过头来攻打自家人。由于投石器的广泛使用，城墙被破坏的机率大增，城防系统的改进也变得日益迫切。
陈规对于城防制度的改进主要在于三个方面，第一是改良瓮城：陈规认为瓮城应该拆除，改成一道横墙；第二是收缩城角，使得防御能力增强；第三是增加城和壕的的数目。陈规的守城观念从战术的层面来说，就是主动防御和加大防御纵深。
陈规所提出的城制，虽然基本上对防守有帮助，但还要考虑许多其他条件，因此，到南宋宁宗时，又有襄助襄阳城统帅赵淳，成功击退攻城金兵的赵万年，详细的纪录下了当时襄阳城的防御设备，而其规划虽与陈规所主张类似，但也有因地制宜之改进措施。（详情请参阅赵万年所撰之《襄阳守城录》一书）
2、阻滞设施
在敌军攻城前应尽量消耗敌军的有生战力，以降低攻城时敌军所给予的压力，所以就必须设这些阻滞设施。不过据着名的古兵器学者周纬表示：宋人这方面并没有太多发明，多半还是沿袭前代而来。如：铁菱角是来自周秦铁蒺蔾，鹿角木来自汉代，三国时代魏军曾大量的运用于守城。
蒺蔾
蒺蔾是一种一年生的草本植物，因为它的果实外壳有刺，所以古时作战常常就地取材，将它收集后洒于敌军必经之路，用以刺伤敌军人马脚部。早在《孙子兵法．虎韬．军用》就曾提到木蒺蔾和铁蒺蔾的用法：「木蒺蔾，去地二尺五寸，百二十具。领步骑，要穷寇，遮走北。」「狭路微径，张铁蒺蔾，其高四寸，广八寸，长六尺以上，千二百具，败步骑。」
使用铁蒺蔾也有实际的战例，如三国时代蜀汉将杨仪就曾利用过蒺蔾来阻止司马懿的追击。事见《通典．兵典》：
蜀大将诸葛亮悉十万，由斜谷出始平，据武功五丈原。魏大将司马宣王帅师拒之，与亮对于渭南。……，亮卒于军中。及军退，懿追焉。亮长史杨仪结阵，反旗鸣鼓，若将向懿，遽退，不敢迫。经二日，乃行其营垒曰：「天下奇才也。」懿乃追之，仪多布铁蒺蔾，懿使军士二千人着平底木屐前行，蒺蔾悉着屐，然后马步径进，追至赤岸，方知审问。百姓为之谚曰：「死诸葛走生仲达。」懿笑曰：「吾能料生，不料死故也。」
可见铁蒺蔾在野战的使用上很早。至宋时，此器之使用亦十分普遍，如宋将韩世忠在剿平胜捷军张师正溃师时，曾下令将铁蒺藜自塞归路，以示剿平的决心，事见《宋史．韩世忠传》：
（李）弥大檄世忠将所部追击，至临淄河，兵不满千，分为四队，布铁蒺藜自塞归路，令曰：「进则胜，退则死，走者命后队剿杀．」于是莫敢返顾，皆死战，大破之，斩复，馀党奔溃．乘胜逐北。
不过上述所言，都是在野战时的用途，其实在守城上它的起源也很早，《墨子》一书中也多次提到蒺藜的用途，他指出除了在城内要储存外，在地道的进出口和门户都应设置，以防止敌人偷袭。另外在《汉书．爰盎晁错传》亦曰：「……高城深堑，具蔺石，布渠答。」其中「渠答」指的就是铁蒺藜。
地涩、诌蹄、鹿角木
除了铁蒺藜外，地涩和诌蹄也是类似的阻滞设施。其中地涩是以逆须钉入长三尺（0.94公尺）宽二尺（0.63公尺）厚三寸（0.09公尺）的布版；诌蹄则是由一具钉满逆须钉的七寸（0.22公尺）木框构成，都是较大型的阻滞设施。铁菱角则是部署在水较浅的壕沟，或是近城的溪流塘陂，以防止敌军涉渡。鹿角木是长数尺的坚木，插入土中一尺多，目的是用于阻挡骑兵。
陷马坑、机桥
一般而言，通常攻城军最先抵达的部队是侦察的骑兵部队，可以利用陷马坑来迟滞敌军骑兵的行动。宋代陷马坑的长约五尺（1.57公尺），宽三尺（0.94公尺），深四尺（1.25公尺），坑中底部布满削尖并用火烤过的鹿角枪和竹签，坑的排法是巨字形。据《通典》的记载，唐代的陷马坑是以亚字形排列，长五尺（1.57公尺），宽一尺（0.31公尺），深三尺（0.94公尺）。可见宋代的陷马坑较唐代为大。坑上以刍草或种草苗覆盖，藉以欺敌。陷马坑一般设置于敌人通行的道路和城门的内外两侧。机桥是一种陷阱装置，主要是部署在壕沟上，平常与正常的便桥无异，但是，有敌军攻城时，则可将栝木取下，敌军一践踏桥面，桥就立刻翻覆。
檑木
在攻城的过程中攻城军伤亡最大的阶段就是攀爬城墙时（也就是「蚁附」），此时守城军可以用所有的兵器去对付攀爬中无力还击的攻城士兵。其中应用的最多的大概就是檑具，早在《周礼．秋官．职金疏》中就记载它的存在：「雷，守城捍御之具。」宋代《武经总要》中所载的檑具就有三种，传统型的檑木共有三种材质：木檑、砖檑和泥檑。其中木檑是采用巨大的木材，
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