对于我在网上的一些议论，常常有网友不解或提出质疑。此前也曾有过答疑与讨论，后来由于记忆力欠佳，用户名与密码记不住，也就未能及时回复。况且有些意见也不是一两句话可说得清楚的，这里就两个问题进行讨论。

有人问到渗流固结的能量问题，这是一个很有意义的问题，经几天琢磨，交出如下答卷，不知能否及格。

能量守恒是应满足的，那么就要分析追究能量来自哪里，消耗在哪里。图1是太沙基一维固结理论的示意图，在瞬时施加了的竖向荷载并保持不变，最终顶面位移（沉降）为，相应的应变为 。单位体积上外力(q)做功为。这个能量用于孔隙水向外渗流所需要的能量以及弹簧（土骨架）压缩变形所需的能量，见图2。

图1单向渗流固结理论示意图

在图2中，矩形面积表示了单位体积上外力(q)做功为，其中压缩弹簧所消耗的功为三角形面积w1，孔隙水克服渗透力流动所消耗的功为w2。如果土骨架不为线弹性，则二者的分界线如图中的虚线所示。

在图1中，如果没有流体渗流，只压缩弹簧固结，则从应力开始，压缩到位移为，应力，可知，只压缩弹簧应力做功为三角形面积w1；在压缩图1所示的唧筒时，瞬时施加应力即为并渗流固结过程中不变，所以应力做功为矩形面积，由此可知，水克服渗透力消耗的能量为上一半三角形面积w2。

图2单向渗流固结的能量示意图

在饱和软土地基处理的预压渗流固结工程中，如果堆载为q，最终沉降为s，单位面积上的荷载做功为W=qs（等于堆土体的位能的减少），它消耗于土中水的渗流与土骨架的压缩。

如果是真空预压，真空度为0.8，则q=80kPa，它就是80%的大气压力。但是在正常情况下，大气压力不会无缘无故发生真空而做功，否则就可以驱动它制成永动机了。能量来源是人们用电机驱动真空泵在饱和地基土中制造真空，在地球大气层的范围中制造真空是要做功和需要能量的。比如我现在拿起了一瓶饮料，如果要喝它，一种方法是把它举起，水位高于嘴巴，消耗了我们举起时给予它的位能，饮料经口、喉与食道克服一系列阻力，（渗）流入我的腹中。另一种办法是用一根吸管，在我的口中制造真空，利用大气压力把它压入口与腹中。为了在我口中制造负压，首先需要把嘴巴收缩，把空气排净；然后闭气；再努力扩张口腔，这种扩张是要克服大气压做功的。所以流体渗流是需要能量的，消耗其重力势（位能）或者压力势。据说在太空宇航员要喝水，第一种方法就无效，只能用第二种方法。其实在口腔中制造真空是我们的最基本的本能。刚出生的婴儿就已经掌握了，刚出生的所有的哺乳动物也都无师自通地会这种制造真空的把戏。

网友的另一个问题是关于“论安全系数及荷载与抗力”文中的案例2006年上午24题，问关于该墙的扬压力是如何计算的。这是一个很有水平的问题，因为对于图3中的墙，题中指明：“一个矩形断面的重力挡土墙设置在均匀地基土上”。如果地基土是均匀的，则两侧的水压力与扬压力是需要绘制流网来计算的，其结果也不会是图示的梯形分布。另一种简化的做法是以水沿着墙的外轮廓流动为渗径，计算出平均水力坡降，再计算扬压力，近似如图4所示。

图4表示的是在均匀U形管中的渗流，两端水头差为，从点A流到点D的渗径为6m，水力坡降i=3/6=0.5。按照渗流计算水头损失，B点的水压力为u1=200kPa，C点的水压力为u1=150kPa，其水压力分布如图所示。

这道命题是针对《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)的错误，该规程的式(5.2.1-1)给出了计算墙的宽度计算公式，但是该式把扬压力当成了荷载。所以此题的解答是把扬压力的力矩从自重的力矩中扣除。由于该规程中规定的扬压力计算就是用内、外侧水位深度，所以此题的解答就采用了这种算法，如上所述，这也是不合适的。在2012年的《建筑基坑支护技术规程》就指出：“应考虑地下水从帷幕底向基坑内渗流对水压力的影响”。

案例2006年上午24题是一道很滥的考题：指出与纠正了一个错误，忽视了另一个错误，制造了第三个错误（把被动土压力从主动土压力力扣除）。好在考试中此题选择率不到一半(46%)，由于人工评分时，对于被动土压力从主动土压力减去的错误也做了改正，没有造成一个100%错误率的冤假错案，损失和影响也相应降低了。

关于有渗流时的水压力计算有一些案例题值得注意。

(1) 上述的案例2006年上午24题

如果墙底以下的地基土渗透系数为墙底以上土的渗透系数的1/10或更小；或者尽管是“均匀地基土”，但垂直渗透系数与水平渗透系数之比大于10（这也是罕见的，因为一般土的水平渗透系数大于垂直渗透系数），扬压力就可以近似用“内、外侧水位深度” 计算。这是由于在渗流中，向上、向下渗流水头损失很小，可以按静水压力计算孔压；而水头损失都发生在水平渗流段。

(2) 2014年上午24题

某岩石边坡代表性剖面如下图，边坡倾向270°，一裂隙面刚好从坡脚出露，裂隙面产状为270°∠30°，坡体后缘一垂直张裂缝正好贯通至裂隙面。由于暴雨，使垂直张裂缝和裂隙面瞬间充满水，边坡处于极限平衡状态（即滑坡稳定系数ks=1.0）。经测算，裂隙面长度L=30m，后缘张裂缝深度d=10m，每延米潜在滑体自重G=6450kN，裂隙面的黏聚力c=65kPa，试计算裂隙面的内摩擦角最接近下面哪个数值？（坡脚裂隙面有泉水渗出，不考虑动水压力，水的重度取10kN/m3。）

图5  2014年上午24题附图

（A）13° （B）17°

（C）18°   （D）24°

【答案】（D）

【解答】

【分析】此题的重点在于两个水压力的计算。该岩体有两道缝，垂直的是张拉（裂）缝，它必定是很宽的；倾斜的是裂隙缝（节理、层理等）在自重作用下，它不会很宽。如果二者宽度比为10 ，水从上面流下，从坡脚裂隙处流出，水头损失主要发生在下面的斜向裂隙缝。这样垂直缝中的水压力近似为静水压力（忽略水头损失）；裂隙缝出口处于大气联通，该点的压力为0，进口处与张拉缝底部联通，压力为。假设此裂隙缝是均匀的，则由于其中流速v为常数，根据达西定律v=ki，则水力坡降i为常数，水压力按直线分布，如图5所示。

这个道理也可从图6理解：上管的直径为下管的10倍，过水面积为下管的100倍，二者通过的流量相同，上管内的流速为下管的1/100，水头约损失1/100，可以忽略，故可按静水压力计算。

图6 连通管内的水压力

讲到案例题的选择，下面有两道考题很有意思。

(3) 2007年上午案例5

已知载荷试验的荷载板尺寸为1.0m×1.0m，试验坑的剖面如图7所示。在均匀的黏性土层中，试验坑的深度为2.0m，黏性土层的抗剪强度指标的标准值为黏聚力ck=40kPa，内摩擦角jk＝20°，土的重度为18kN/m3。若按照《建筑地基基础设计规范》（BG50007－2002）计算地基承载力，其结果最接近下列何值？

(A) 345.8kPa                    (B)235.6kPa

(C) 210.5kPa                    (D)180.6kPa

图6 2007年上午案例5附图

【答案】(B)

【解答】根据《建筑地基基础设计规范》表5.2.5，jk＝20° ，查得承载力系数分别为Mb＝0.51，Md=3.06，Mc＝5.66，则对1平方米面积的基础，其地基承载力由下式计算：

初看此题不难不烦，结果有93%的考生选作此题。并且都自信满满地认为做对了。结果正确率只有9%。 原因是把Md=3.06，d=2m也带入公式计算，则选项为(A)。从图7 可见，在试验中，由于承载板四周要留出不少于1m的平台，实际地面从地表下2m 起算，发生地基整体破坏也是在此平台处隆起。而在设计实际浅基础地基承载力时，需根据实际深、宽再进行修正，从fak得到修正后的特征值fa。这类考题是针对易犯的错误而故设“陷阱”，所以如果考题太容易，就很值得怀疑一下。

在考题中有的题目的放弃率很高，达到90%，表明该题属于偏或者难；有的题目的选择率高达99%，同时正确率达90%（如案例2007年下午2题）。其中以勘察一章中有关土的指标计算为多，其次就是地基处理的考题。例如：

(4) 2007年下午案例题

某砂土地基，土体天然孔隙比e0=0.902，最大孔隙比emax=0.978，最小孔隙比emin=0.742。该地基拟采用挤密碎石桩加固，按等边三角形布桩，挤密后要求砂土相对密实度Dr1=0.886，为满足此要求，碎石桩桩距应接近下列哪个数值？（修正系数 取1.0，碎石桩直径取0.40m）

（A）1.2m （B）1.4m

（C）1.6m （D）1.8m

【答案】：（B）

【解答】

这道题的选择率为96%，正确率为94%，可谓是“送分题”。可惜近年的这一章的考题难度也提高了。

最近听说人事部要求注册岩土考试案例题为25题，不留选择的空间，这是一些不了解岩土工程特点的官僚们的主意。岩土工程涉及的专业、行业与地域很广，真正行行都通者很少。在命题专家的题目初审与终审会上，对于每一章都有发言权的当时只有张苏民大师一人。另外，虽然称为“岩土工程”，其实岩和土是两个专业，很少有学科与专业对岩石力学与土力学者都有要求。土力学看起来似乎容易，可是却有很多问题现在也争论不清。在考试命题与做题中，给专家和考生留有一定的回旋、避让与缓冲的余地是必要的。

说到案例题的选做，规定是回答多于25题时，则按序号，25题以后的都不计分、不评审。但如果你上下午总共只回答了30题，得到60分，也一样可通过。所以历年的考生选择率平均在20-22题左右，这样少做几道题，每题时间多一分钟，可以选择最有把握的题目，做对的概率提高，总分数可能更高。所谓伤其十指，不如断其一指，就是这个道理。