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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2021-06-25

从土壤学说起
河北天璞基础工程公司邱运鑫
《科技日报》总编辑刘亚东在他2018年9月27日发表的主旨演讲《批判质疑是科学精神的精髓》中有这样一些话：“科学不代表一贯正确”，“科学精神是统领，是体现在科学知识中的思想和理念。 ”，“科学精神的内涵是十分丰富的，但其核心和精髓是批判质疑。”，“批判性思维的逻辑起点是质疑，没有质疑就没有批判。但质疑不是怀疑一切，它是建立在对科学规律系统、完整把握的基础上，在正常中发现反常，在天经地义中发现大谬不然。 ”，“科学仅仅是人类文明发展中的行为过程，是人类对真理和真相永无止境的追求过程。因此，科学的发展须臾离不开批判质疑。”他的这些话无疑是对科学属性的客观表述，我完全赞成他的观点。在我们审视现有岩土工程体系的时候，是否也应该正确地去理解和运用这些科学观点。
一切地学学科都应该以地质学为基础，结合本学科的特点去进行研究和发展。笔者在研究中发现，这方面岩土工程的相邻学科“土壤学”为我们树立了一个很好的榜样。
土壤也就是地球最表层的那一层土体，厚度很薄，在我们的岩土工程中称其为“耕植土”，在工程实践中对其几乎忽略不计。然而土壤学的研究却异彩纷呈。
土壤学起源于18世纪，但土壤工作者们并没有迷信最初的土壤学理论，他们认识到由于受到历史条件的限制，土壤学的最初理论必然存在着种种问题，应该继续探索，不断研究发展，遵循 “实践-认识-再实践”科学发展规律。于是在历史进程中土壤学的研究充分发挥不同的研究观点，形成了诸多的研究学派。

然而岩土工程则没有遵从这个科学发展规律，从1925年太沙基的土力学问世以来的近百年中岩土工程就只有一个“土力学派”。虽然对太沙基的土力学在发表之初就有人提出了质疑，此后也不断有人在工程实践中也发现和对土力学存在的种种问题提出了质疑，有人提出了土力学发展与变革的呼吁，本人也一再为此而呐喊，但是始终没有引起应有的重视，这一点令我大惑不解。

首先我们应该思考一下，太沙基时代所面对的工程性质和工程规模，以及那个年代的科学水平，在那种条件下创立的土力学理论，是否还能适应科学的发展和建设工程的发展需要？我们拿着近百年前形成的岩土工程理论来面对现代工程建设时，当然会发现问题多多，难于适从，失去了方向。在迷茫中有人提出了“概念设计”、“不求计算精确，只求判断正确”之类让人更加迷茫的权宜之计。为什么我们不去考虑岩土工程理论和技术方法的研究和改革呢？当然这不是说岩土工程毫无发展与进步，在近百年的历史进程中广大的岩土工作者们，也付出了巨大的艰辛和努力去研究和探索，产生了大量的研究成果，其中不乏很有科学价值的研究成果。但是由于摆脱不了土力学的束缚，始终没法找到一条正确的出路。我认为岩土工程的发展与进步，必须客观科学地审视和总结土力学理论和技术方法，取其精华，弃其糟粕，同时更好的引进地质学以及相关学科，建立和开展“成土作用”研究，从理论和技术方法来进行彻底的变革，创建一个全新的岩土工程体系。
我们看看土壤工作者们都在关注和研究些什么？

可以说土壤学在应用和研究中，关注了一切与土壤有关的学科，而且贯入到了他们的基础工作中去，值得我们认真地思考和借鉴。在岩土工程的 “圣经”《土力学》中除了力学和数学以外，几乎完全没有考虑其他科学的因素。仅从这一点是否足以说明土力学的局限和保守?
在上面这张图上，地质学被标以了特别的符号，这充分地说明了土壤学对地质学的重视程度。
在土壤学的发展中不但重视与土壤有关学科的研究，同时还非常重视交叉学科的学习与交流以及有关学科的综合发展。而岩土工程的壁垒则 “固若金汤”，就连不可或缺的地质学理论也停留在十分原始的阶段，以致一叶障目，许多在若干年前地质学已经广泛研究过并有众多研究成果的课题，在岩土工程中被视为“新问题”、“新发现”。“土”是怎样形成的，这应该是土力学中一个最基本的问题吧，在土力学中应该有答案吧、但是很遗憾，这么重要的问题却被严重的忽视了。但是在土壤学中却很重视“成土作用”的研究。

土壤工作者们在实践和研究中发现土壤学与地质学有不可分割的内在联系，不但在土壤学界建立了“农业地质学派”，而且发展出“土壤地质学”、“农业地质学”、“环境土壤学”、“水文土壤学”、“土壤电学”、“环境土壤学”等等分支学科。甚至还跟随时代的进步出现了“现代土壤学”。他们的发展变革精神值得我们认真地思考和借鉴。同时还出现了以土壤里学为基础的“工程土壤学”，把他们的研究触角探进了岩土工程的领域。
土壤学家们在对那一层很薄的土壤研究中，几乎涵盖了基础地质学的所有内容，甚至还包括了沉积环境、古生物和新构造运动的研究。同时还研究地貌学和水文地质学、气象学等等与土壤有关的相关学科。我们再随意摘录一些土壤工作者的观点片段。

土壤工作者们不但充分理解和关注土壤学与地质学密不可分的渊源关系，十分重视地质学的研究，还对成土作用开展了研究。特别是他们在研究中充分注意和强调“学科交叉与综合性”。土壤工作者无疑最大限度地发挥了科学研究的自然规律，重视一切与土壤有关的相关学科的引进与研究。而我们的岩土工程，除了“土力学”和根植于土力学的“岩体力学”而外，我们是否应该向土壤工作者们学习，充分关注和学习、运用地质学，同时关注和研究一切与岩土工程有关的交叉学科，对岩土工程进行一个彻底的改革和发展，让岩土工程回归到正确的科学发展道路上去！
不错，在岩土工程中也有《工程地质》的设置，然而在土力学巨大光环的笼罩下工程地质的身影显得是那么的渺小，这一门本该是岩土工程主课的课课程被严重地忽视了。
岩土工程工作者普遍严重地缺乏基本地质知识，岩石不认识，地质构造也不认识，更不要说矿物岩石学、结晶学、沉积相、成岩作用等等专业性更强的地质科学。甚至不关心也不知道这些岩土是如何形成的，是在哪些条件下形成的，他们的地质背景和地质特征是什么？几乎都是空白。在各种岩土工程的论著中，关于工程地质的表述都是那么的贫乏、苍白，甚至存在着知识性的低级错误，但数学计算则充斥始终。我们随便翻开一篇数值模拟的文章就会发现，关于工程地质条件的内容少之又少，甚至被完全忽略了，而数值模拟和数学公式几乎占据了所有的篇幅。当我们在对研究对象的基本性质和特征都没有搞清楚的情况下就去为他建立数学模型，进行 “精确”的数值计算，这是不是显得太荒唐了？！然而这却成了代表“研究水平”的象征，成了一种时髦的普遍现象。
我们再以边坡工程为例。边坡工程的基本条件本来是应该以地质体的划分为基础，一个边坡往往是由若干个地质体所构成的，甚至边坡场地本身就是处于一个更大的地质体（例如大的滑坡体）中。但是无论在我们的边坡勘察还是设计中，都无法说明边坡地质体的构成和划分，仅以笼统的所谓的节理裂隙、软弱结构面来塘塞。这些节理裂隙和软弱结构面在哪里，他在边坡体中的位置和作用是什么？谁能说清楚？在这样的条件下我们就去进行边坡的计算与评价，其可信度如何？带来的后果是什么？
土壤学研究的只是地球表层很薄的一层土体，而岩土工程研究的地壳表层厚度是土壤厚度的若干倍，并且还包括了岩石地层，土壤学的研究领域与岩土工程有许多重合点，岩土工程的研究范围比土壤学还要广泛得多。通过以上岩土工程学和土壤学的简单对比，难道不值得我们深思吗？
2021.6.24

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2021-06-25

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