再论水土分算与水土合算的统一计算

        笔者从2020年6月在《山西建筑》发表第一篇水土侧压力计算论文《饱和土有效应力原理下的水土压力分算和合算的统一计算》以来，已经有三年了，随着研究的深入对岩土水土侧压力的认知一直发生变化，最近半年不怎么谈他是因为总是感觉中间存在一道坎，不知如何迈过去。岩土水土侧压力未解决，但由于准确推导出了水平截面上自由水面积占截面总面积等于给水度值的结论，优化了地下建（构）筑物浮力、渗流量计算和渗透力计算；基于莫尔应力圆和莫尔—库仑破坏准则优化了朗肯土压力计算公式。这应该是笔者对理论土力学做出的贡献，当然需要随着时间的流逝，需要得到众多专家、学者的认可与应用。

        岩土是由固体土颗粒、水和空气组成，无空气的就是饱和土。现今根据经验砂性土采用水土分算，粘性土采用水土合算。大多部人认为水土分算与太沙基有效应力原理相符，水土合算与太沙基有效应力不相符。基于此，许多专家、学者提出自己的想法，希望能够将水土分算与水土合算统一。其中以方玉树先生与王洪新先生的计算方法最为典型。方玉树先生在《基于水压率讨论土中孔隙水压力及有关问题 》中提出了水压率的概念,在此基础上修正了孔隙水压力、浮力、浮重度、渗透力、固结系数和贮水率 计算方法 , 分析了有效应力 、有效自重应力和有效土压力变化规律 , 对渗流破坏 、基坑底突和振动液化特征作出了解释。水压率等于给水度与孔隙度的比值（

）。王洪新先生《水土压力分算与合算的统一算法》论文中以土中孔隙水特征为基础，假定土体中的黏性土颗粒吸附的结合水会抵消一部分土中孔隙，最终把土的孔隙比、界限含水量、颗粒分析等物理参数引入土水压力计算，提出一个可以采用土层物理指标计算的水压力比率ξ ，给出通过土体渗透系数试验测定ξ 值的方法，通过该参数可以把有效应力强度指标与总应力强度指标统一在一个强度公式中。同时，给出一个可以统一水土分算和合算的算法，实现水土压力分算和合算结果之间的过渡，为解 决水土压力分算和合算结果的跳跃提供一个新思路。两位作者的思路不矛盾，都是想方设法将岩土中的弱结合水纳入土骨架的范围，水土分算中所说的水不含弱结合水，这样就实现了水土分算与水土合算的统一。笔者认为两位作者的思路是正确的，都有其道理，只是方玉树先生的计算更简单，王洪新先生的算法复杂一些而已。也可能是王先生看到了方先生的论文，在其基础上将影响给水度值的土颗粒粒径纳入计算公式中这在研究中也是允许的。 因此，水土分算中的水是不能将弱结合水纳入计算中的。

        以上研究的水土压力统一计算公式都不是通过基础理论推导出来的，都是通过一定的假设完成的。笔者一直想通过力的平衡原理和自由水的各向同性、土骨架的各向异性推导出来水土压力统一计算公式。笔者引入给水度，计算出了水平截面自由水面积占总面积比值为给水度值，每次进步都认为离终点很近了，但是发现根据太沙基有效应力原理直接引入水土侧压力计算公式还是存在问题，所以这半年来一直未有进展。

        通过力的平衡原理计算水土侧压力肯定是可行的，只是还需要继续深入探讨，技术就是这样有魅力，需要深研原创技术的科技工作者不断努力，要耐得住技术的寂寞与权力的诱惑（不是领导者技术能力不行而是成为领导者后无大量的时间去研究技术）。