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[热点探讨]李广信大师——岩坛六弊 [复制链接]

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离线gggggg007

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只看该作者 24楼 发表于: 2010-05-12
是啊,确实是实情啊,应该好好思考和反省!~
离线hzzhw

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只看该作者 25楼 发表于: 2010-05-15
岩坛六弊
李广信
(清华大学水利水电工程系,北京 100084)
1 引 言
近来各行各业各祭一坛,早有名气的如文坛;另
有画坛、书坛、歌坛、影坛、体坛等;就连最不争气的中
国足球的足坛,也是新闻不断,煞是热闹。为岩土工
程立坛,也就名正言顺。本文主要涉及土力学的研究
和论文方面的问题,似应叫“土坛”为宜,但一查字典,
所谓“坛”者乃是土堆的台,故“土坛”有犯复之嫌,故
称岩坛六弊。岩石可能无弊,但“城门失火,殃及池
鱼”,与土为邻,难免受到牵连。是为岩坛。
本人担任《土木工程学报》副主编之职,每月初
审几十篇岩土工程方面的论文,加上多家期刊送审
的投稿论文、各校的学位论文,基金项目评审,职称
评定的学术水平评审,学科建设评审等,对于岩土工
程的研究成果和科技论文所见甚多。这些研究硕果
累累,自不必说,但是也存在一些不良倾向,有所感,
经归纳总结,是为六弊。
无米之炊
L. A. Zadeh讲过:“当系统的复杂性日益增加时,
我们做出系统特点的精确而有意义的描述的能力将
相应降低”。对于岩土工程这一极其复杂的系统,精
确可能是一个奢望。因而不确定性理论方法应当是
强有力的工具与武器。笔者在上个世纪的80~90年
代曾经对于不确定性的理论方法给予很大的热情和
期望[ 1 ] ,可惜后来的发展令人颇为失望。
所谓不确定性理论有多种,有些是很古老和经
典的。由于计算机技术的发展,不确定性理论近年
得到极快的发展,也使实际应用成为可能。因果关
系破缺的问题可以采用统计、概率、优化、可靠度等
理论;互补率破缺的问题,亦即无法准确判别彼此的
问题有灰色、模糊、混沌、分形等理论与手段;而在各
种仿生学基础上,提出了神经网络、遗传进化、专家
系统等理论方法。值得注意的是这些只是解决岩土
工程问题的有力手段和方法,而其基础还是资料、案
例、经验和岩土工程的概念等。以《建筑地基基础
规范》(GBJ 7 - 89)对于地基承载力的标准值确定
为例[ 2 ] ,其回归修正系数为:
ψf = 1 - ( 2. 884
n
+
7. 918
n2 )δ (1)
这类统计意义上的方法,其最为重要的是样本
数n。没有足够大的样本数,统计与概率的方法就
毫无意义,不会得到有意义的标准值。另以模糊数
学为例,其关键是模糊判断中的权重,一个复杂的岩
土工程问题,各个因素的权的合理判断,只能来源于
对大量的实测资料的合理分析;实践中积累的丰富
工程经验;不同条件下的信息集成;对于岩土问题基
本概念的深刻理解及对于各因素的耦合的正确认
识,否则只能是数学游戏。
目前,各类可靠度分析与神经网络文章充斥各
类期刊及学位论文中,且投稿还在源源不断地涌进。
一些人将可靠度、神经网络、模糊数学的标签,贴到
一切见得到的岩土工程问题。在这类文章中, 5个
试验就号称“大量的试验资料”;从三个压桩试验,
学习了十万次,就得到了“重要的成果”;少的可怜
的资料成了点缀和标签。无米而炊,用几个米粒熬
出一锅高度稀薄的粥。
由于资料和经验的匮乏,这类数学游戏败坏了
不确定性理论方法的名声。这就难怪一些在工程实
践中工作的老总们,对于这些“成果”与“论文”持完
全否定的态度。
先箭后靶
“文革”中有一句口号是“毛主席指向哪里,我
们就打到哪里”。一些研究者似乎反其道而行之,
那就是“我们打到哪里,我们就指向哪里”。也就是
先射箭,后画靶,打到哪,指到哪。
其一是用不知从哪里来的有限元计算程序+不
知在哪里来的模型参数+不知从哪里来的实测(试
验)资料=天衣无缝、完美无缺预测结果;
其二是建立或者移植了一个理论模型+不知哪
里来得资料确定参数+不知哪里来的试验结果=预
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岩土工程界 第9卷 第3期岩土论坛
测结果好得不得了!
在一些论文和报告中,可以见到预测与实测结
果完美符合到令人可疑程度的情况,如图1 所示。
地质学家告诫我们:无瑕的美玉是人造的;最近又听
说,无瑕的美女也是人造的,那么对于性质极其复杂
的岩土材料,这些无瑕的曲线是天造的吗? 在岩土
工程中,数学模型及其计算程序中的关键是参数的
获得,如果参数是一个(些)可以任意打扮(整容)的
小姑娘,应当说“预测”可以是相当完美的;如果连
需要验证的试验(观测)资料也是可以任意打扮(整
容)的,那基本上是无胜而不往,百中而百发了。
图1 计算与实测结果的比较
在20世纪80年代以前,土的本构关系模型蓬
勃发展时,这种自己提出模型,自己验证的情况很
多,总是“符合得很好”。自己种瓜,自己品尝,无不
夸瓜好。后来欧美岩土界组织了多次对于土工试
验、本构模型和数值计算的“竞赛”,或者“考试”。
亦即公布土的基本试验以供参赛者确定模型参数,
也公布目标试验的应力路径及其他条件;然后在全
球征集参赛者,十八般武器各显神通;按期上交预测
结果;最后公布目标试验的结果。记得一个会议的
主席总结道“尚不能给任何一个模型戴上王冠”[ 3 ] 。
这种闭卷考试体现了其客观性、权威性和公正性,也
考验了射手们真正的箭法。
稀释克隆
某些研究者或者研究团体在一个狭窄的领域取
得了一些理论、解析半解析算法或数值计算方面的
成果,于是寻找一切可以贴上其标记、能戴上其帽子
的题目:不同土层的排列;不同荷载、边界条件和计
算方法的组合;不同坐标系的变换,生产出大量相似
的研究成果、学位论文和期刊投稿。似曾相识的文
章散见于各个期刊,常常无法识别其差别。《西游
记》中写孙行者与妖怪斗法,一会儿变成者行孙,一
会儿变成了行者孙,最后拔下一把毫毛,变成千万个
大圣。可见克隆技术是中国人最早提出的,目前该
技术在我国的岩土工程界中得到了应用和发扬。导
师克隆徒弟,师兄克隆师弟,克隆出一代一代的“大
圣”,近亲繁殖,遗传缺陷,使成果的学术水平递减,
研究的实际意义萎缩。
另一种情况是,将成果高度稀释分割,改头换面
(有时甚至不换面) ,投出和发表出双胞胎与多胞胎
的文章。有的文章笔者先后在不同场合见过5次。
翻炒冷饭
这是一种从经典土力学中找题目,从土力学教
材的夹缝里找课题的情况。例如:考虑自重的地基
承载力公式; 考虑粘聚力的库仑土压力公式; 非线
性的强度准则下的朗肯土压力;考虑三维效应的地
基沉降计算;考虑竖向渗流的土压力等。这些经典
的土力学问题几十年来已经被人们广泛地关注与研
究,基本没有得到创新性成果的可能。有的此前已
经有了相同或者类似的成果;有的是基本没有实际
意义;有的是在计算机和计算技术高度发达的今天,
已经没有研究的必要。例如考虑三维效应的地基沉
降计算, 20世纪中期以前就提出了不下十种计算方
法[ 4 ] ,目前还是方法简单、富有经验的单向压缩分
层总和法在广泛应用,而如果希望考虑三维和非线
性的影响,各种有限元法已经使上述的计算方法基
本没有必要。
小题大做
将其他学科和新的的理论方法引进岩土工程研
究中,是我们提倡的技术路线,也是岩土工程取得原
创性成果可能的途径。但这是一条充满荆棘的艰苦
探索之路,而非捷径。应以严肃和科学的态度,有实
事求是之心,无投机取巧,哗众取宠之意。
例1:有人用数学上的凸集理论证明:在平面上
三个顶点与中心等距的非凹的屈服轨迹的上限是圆
周,下限是等边三角形。如图2所示。
图2 平面上的屈服轨迹上、下限
从直观上看,如果不想使曲线出现下凹的部
分,确实向外不能超过圆周,向内也不能超过等边三
角形。但是它更像一个中学的几何问题,用凸集理
论证明似乎大材小用了。
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岩土论坛GEO TECHN ICAL ENG INEER ING WORLD VOL. 9 No. 3
图3 一维压缩是稳定体系
例2:用系统论证明土的一维压缩是一个稳定
的体系(如图3所示) 。从感觉上和用试验都会发
现,土的侧限压缩不会使土体剪切破坏。似乎无需
系统论那么高深的学问,也可以证明如下:如果粘聚
力c = 0,
σ1 = p (2)
σ3 = KO p = (1 - sin<) p (3)
σ1 -σ3
σ1 +σ3
=
sin<
2 - sin< < sin< (4)
可见,在单向压缩情况下,土体不会达到莫尔-
库仑的极限状态,亦即总是稳定的。
这些“研究成果”在土力学中是为人所熟知和
不言而喻的,而从其他学科借来的法宝在那个学科
大概也属于基本的方法手段。这种对于土力学的发
展没有什么创见,对于所借鉴的学科也没有什么推动
的研究,是将简单的问题复杂化。似乎是在这个学科
忽悠我们,在那个学科忽悠他们。一般认为学科的交
叉可产生硕果,有时杂交也会产生怪胎和垃圾。
大胆综述
所谓综述,应当是综合与评述。综合的基本要
求是全面,基于纵横方向、时空领域、国内国外学科
前沿全面了解和资料的掌握,介绍全局性、整体性的
发展过程及研究现状;而评述则要求对于成果的准
确评价,成果在目前体系中的地位与意义。综述的
另一个要求是对于课题或者学科的过去- 现在- 未
来的把握,高屋建瓴的分析、对发展动向的展望。在
文字方面要求博采约发,井然有序,质先文后,繁简
得宜。这需要对于学科和课题的深入和全面的了
解,在这一领域中有相当的资历和研究成果,不是初
出茅庐的研究生所能胜任的。
可是目前常见的综述性文章,有的所知所述明
显不足;有的分析很弱,基本是的材料简单堆积;有
的讲一些大家熟知的成果和结论,缺乏有独特见解
的展望。基本是其硕士或者博士学位论文的第一章
部分。学位论文中的综述常常是一个课题入门者的
学习结果,在学术期刊中发表一般是不够的。高水
平的综述应当由学科的专家和大师们花一定的精力
才能完成。也有的论文中确有大师和院士署名,但
观其内容实属拉大旗作虎皮。
2 结 语
六弊反映了岩土工程中学风的浮躁,一些人不
愿作刻苦踏实的试验和实际工作,企图寻找一条不
费力气而事半功倍,投机取巧的捷径。
有的学校招收研究生过多,指导力量和试验条
件不足, 只能寻求最容易作的题目和路径对付答
辩;有的导师让研究生打工赚钱,临到毕业时就选一
个蒙人的题目(如模糊数学) ;有的为了职称和毕业
而追求论文的数量,稀释克隆在所难免;有的学校缺
少研究的基础和设备,研究工具只有书桌、书本和计
算器(机) ,就只能在土力学教材中找课题;也有人
只重视建立模型或者编制(改造)程序,而采用假设
参数,或者寻找国内外其他人的试验资料确定参数
和进行验证,结果总是符合很好。这些人应当更多
地接触和理解工程问题,在实践中确定课题。
由于土的力学性质的复杂性,土层分布的随机
性,土工问题中条件的多变性,土力学是一门充满了
感性的学科。解决土工问题最基本的手段是试验、
测试和经验的积累;是基本理论概念与工程实践的
结合。在土力学的研究中,在人才培养中,试验及测
试工作是不可缺少的环节。试验和观测是认识和揭
示土的力学规律与机理的基本途径;是理论模型和
数值计算中参数的确定的重要手段;是检验与验证
模型和计算结果的唯一标准;也是岩土工程反分析
和信息化设计施工的基础。
目前各院校研究生招生越来越多,学科划分越
来越择窄,硕士生的学制普遍缩为两年,研究生的培
养和学位论文的选题和研究工作的技术路线是值得
思考的问题。否则培养出的岩土工程硕士和博士可
能基本不懂岩土的基本性质,没有解决岩土工程问
题的基本能力,也达不到一个合格的岩土工程授课
教师的要求。
参考文献
[ 1 ]  李广信,关于土力学理论发展的一些问题,《岩土工程学报》,
13卷, 5期, 1991.
[ 2 ]  《建筑地基基础规范》(GBJ 7 - 89) , 1990,北京:中国建筑工业
出版社.
[ 3 ]  Proceedings of TheWorkshop on Limit Equilibrium, Plasticity and
Generalized Stress - strain in Geotechnical Engineering, MogillU2
niversity, 1980.
[ 4 ]  李广信主编,《高等土力学》, 2004,北京:清华大学出版社.
离线kobevsjay

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只看该作者 26楼 发表于: 2010-05-19
这两天正为选题发愁呢,下了看看吧。多谢了
岩土——边坡
离线denghui2010

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只看该作者 27楼 发表于: 2010-05-22
谢谢分享,值得一看
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只看该作者 28楼 发表于: 2010-06-06
强人啊,呵呵
离线iamdry

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只看该作者 29楼 发表于: 2010-06-06
看了,汗颜。。。。。。
离线chenhongzhi

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只看该作者 30楼 发表于: 2010-06-06
认真研读一番再说
用心做事,用情做人。
离线zsw1981311

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只看该作者 31楼 发表于: 2010-06-08
谢谢,很好的教材 谢谢,很好的教材
离线枫叶1919

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只看该作者 32楼 发表于: 2010-07-02
谢谢分享!!!
离线岩土天涯

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只看该作者 33楼 发表于: 2010-07-02
应该学习学习
生活中的无奈真是太多了
离线gaolixin333

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只看该作者 34楼 发表于: 2010-07-22
一针见血。
离线庞彬

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只看该作者 35楼 发表于: 2010-08-10
说得非常好,语言朴实,却一针见血
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