從土力學的定義談起

從土力學的定義談起

《中國巖土網》巖土評論是一畦自由與開放的園地，近來在這里我陸續發了一些關于土力學的議論。與浩如煙海的學報、核心期刊、EI與SCI源的期刊相比，這里像是房后的百草園：一些野草奇葩、春蠶秋蟲們自由地生存與生長，是一個很有情趣的地方。

我的一些評議東西被《土木工程學報》與《巖土工程學報》主編們發現，認為這種“論道”的文章很有新意，并請我為他們學報寫兩篇，于是就有了今年7、8月在兩本期刊上的兩篇文章。但隨之各種異議、非議、腹誹也就紛紛而來下。這才使我感到這些東東只適于野地閑園，是不宜登大雅之堂的。這些嚴肅的學術殿堂是宣揚正能量的地方；是高粱紅、稻米香的試驗田，是芍藥開、牡丹放的御花園，野草是不宜的。

在《巖土工程學報》8期的“焦點論壇”上有我的一篇“論土骨架與滲透力”，此前在巖土網上發過，網友們認為不錯，于是鼓起勇氣投了出去。本來是按照游戲的風格寫的，與嚴肅的“學術論文”面目迥異；其中也有不少不準、不全與不對之處，被人指出，心服口服。對其中“土力學就是研究土骨架的力學性質及其影響因素的學科”一說，異議頗多。

其實在我國，同一事物的名詞術語，定義解釋有多種比比皆是。譬如土壓實的在不同行業、不同規范中可叫壓實度、壓實系數、壓實標準與擠密度；拉丁字母符號表示也有3-4種之多，至于表示形式則有用百分數，也有用小數的。關于土力學科定義在百科、辭海、標準及各種教材中也應有十數、數十種吧。這正如吾皇的后宮不止只有一位皇后一樣，至于哪一個會使“從此君王不早朝”，那只能是環肥燕瘦，仁者見山，智者見水了。關于土力學，多一種說法，既不會“回眸一笑百媚生”使“六宮粉黛無顏色”，也絕無武則天爭得正宮娘娘以后還要為自己戴上王冠的野心。記得我以前也給了土力學一個定義：“土力學是一門很土的力學”，盡管從未登學報這樣的大雅之堂，但也未有見有人來聲討反對，也許本來只笑談，人們也就笑納了。

至于為什么要在土力學中標新立異，發出一些不和諧的聲音，我想也許是性情使然吧。感到已經活到了這把年紀，又何必人云亦云，跟在前人后面背書呢。因此常常從不同的角度思考，有時會突發奇想，“語不驚人死不休”，以期在土力學這潭百年死水里惹起些許漣漪。

至于說到對上述的土力學的定義，批評意見多是認為土是由固水氣三相組成，應作為整體定義。其實我這么講也是想重新定義“土”，因為土并非地球特有，宇宙中也應到處都有土，它們并非一定三相，黏土可能是地球所特有，因為其風化需要空氣與水。十多年前，航天的幾個研究所找我研究試驗神5，神6的回收，后又研究登月的濺落。后來我的一個學生就一直在研究“月壤”，也見到和評審一些關于月壤的文章，發現他們總是跳不出地球的桎梏。

在地球，表面由于受陽光、空氣和水侵蝕，堅硬的巖石風化，變成了土。 可是月球的月壤：（1）由于巖石表面熱脹冷縮的幅度比內部大;陽面與陰暗處溫差與晝夜溫差巨大，這種巨大的溫差會引起巖石的破裂；（2）太陽的紫外光、X射線和射線的輻射，太陽風以及來自宇宙空間被加速到接近光速的原子核——宇宙線的轟擊，（3）行星際空間的塵粒不斷地撞擊月球，隕星碎塊輪番轟擊月球表面。因而月壤不會是三相的，并應當沒有黏土礦物，其上重力加速度只有地球的1/6_g。 火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布，沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發生。因而火星土是兩相的，與地球的戈壁類似，可能是“平沙莽莽黃入天”，或者“一川碎石大如斗，隨風滿地石亂走”。 而讓人十分向往的，寄予無限希望的，幻想可能是“喜看稻粟千重浪”的土星，卻沒有一點土，是一個氣體的星球，表面均為氣體，液態氫氦。

也許有人會反駁，現在我們還在地球上，應當關心地球土，應當關心地球上土的工程性質。這當然沒有錯。但現今與今后人們的認識與視野畢竟是開闊了，已經不是“不知天上宮闕，今夕是何年”的古人?；乇芡恋娜嘟M成，以更具普遍性的，更接近土力學的本質的土骨架定義土力學，不失為一種選擇。況且也沒有否定其他眾多的定義，企圖重建土力學的野心。又何必“眾女嫉余之蛾眉兮”？況且隨著航天與能源的探索，土顆?？梢园ū?、固態CO₂、甲烷、氨氣，甚至氮氣、可燃冰的顆粒與碎屑。另一方面，在宇宙的塵埃中，在彗尾中，存在大量的顆粒（有的可能有半個月亮大），它們由于不能相互接觸而形成骨架，所以不能稱為土。

很想寫一本“另類土力學”。其中很多說法與觀點與傳統有所不同，改變一下思路，哪怕只有一點是對的，也應是允許生存的吧？