走近“土力学之父”卡尔·太沙基

卡尔·太沙基（Karl Terzaghi，1883—1963），人们称他为“土力学之父”。《工程艺术大师：卡尔·太沙基》的原著作者理查德•古德曼经过五年的研究，阅读和翻译了82卷太沙基的日记，采访了太沙基的亲朋好友，并阅读了15000封信件、大量的文章、出版物以及报告之后，创作了这部关于太沙基的传记。现在，中译本来了！

卡尔·太沙基，23岁

在太沙基之前的几个世纪里，已经出现了各种各样的土木建筑结构，建筑材料种类多样，岩石、混凝土、钢铁、木材，不一而足。大多数时候，建筑师和工程师都能够设计出安全稳固的理想建筑结构。但是所有这些土木建筑物都是建立在地基上的，基础的安全性往往较少得到保证。在工程师没有弄清地基材料的性状之前，许多工作都是靠猜猜想想完成，工程师们的经验也并非普遍适用，因此出现了许多失误。

而与其他土木建筑物材料大不相同，软土地基的情况更为复杂。构成大坝或楼宇地基的砂土或黏土，是在自然演化过程中慢慢沉积而成的，这一过程，没有人能从旁观察记录，也很难判定土体的成分、土层的分布或走向、土体的稠度等。所以，人们对土体，除了最表层，可以说是一无所知。

土体主要靠土颗粒间的黏结作用来保持其结构的稳定，这种土颗粒间的黏结力实际非常小。当土颗粒的孔隙中承受水压力时，孔隙水压力就能把土颗粒一个个撑开，使其漂浮起来。因此，仅仅是对土体加载，比如在地面上快速堆载，就能将其从固态转化成近乎液态，有时会造成灾难性后果。太沙基在实践中找出了产生此现象的机理，并据此提出了工程应对方案以确保土木建筑结构在任何土体条件下的安全性。后来，土体工程成为了一门普遍认可的科学技术，这也就是现在广为人知的岩土工程。

太沙基在土木工程领域取得了许多开创性的成就，如果把土木工程比作一场游戏，那么太沙基绝对有权制定游戏规则。出于实际需求，他创立了土力学，正如艾萨克·牛顿为了更好地开展物理学研究而创立微积分一样。1925年出版的第一本土力学专著《土力学》，是土力学作为一个完整而独立的学科形成的重要标志。

1921年3月，在土耳其为奥斯曼电力有限公司的斯里格达尔电厂寻找潜在水源时，太沙基为证明自己观点所绘图形

新书译者、同济大学朱合华教授这样写道：“在学习中，我们从《土力学》教材中第一次知道了卡尔·太沙基这个名字，知道了有效应力原理、一维固结理论、流网理论、地基承载力理论、土压力理论等，进而又阅读了太沙基的诸多论文和著作，深感土力学的科学严谨和太沙基的创造性；工作中，我们进一步体会了太沙基‘科学和艺术’的论断，对其提出的‘观察法’敬而广之，借助新时期信息化的技术手段，拓展了对岩土体的观察和认知，形成了数字化岩土工程。这一切都是关于卡尔科学贡献的认识和拓展。”

桩荷载测试，鹿特丹，1930年7月

这位“土力学之父”不仅在专业领域精耕细作，开拓了土力学的发展图景，更是在个人品格上也深深影响着后辈学人。朱合华教授将其描述为《道德经》中的“得道者”：谨慎，如履薄冰；敬畏，如临四敌；恭敬，如做宾客；精进，如瀑泄洪；纯朴，如斯璞玉；广大，如怀空谷；包容，如川纳污。

“谨慎，卡尔没有充分准备，从不妄下评语。在评价一位工程界多年好友关于超高混凝土重力拱坝的岩石地质勘探推荐方案时，他花费了4个月时间，不仅审阅了方案原稿，还查阅了相关文献，撰写了长达28页的评论稿，并给予了不高的评价，以至于老友万分震惊和苦恼。

敬畏，卡尔敬畏自然，提出了‘观察法’。在调查萨苏姆阿大坝事故时，卡尔将理论比喻为拐杖，实践比作双腿，写道：虽然使用拐杖，减少了绊脚的风险，但走路还是要用腿才行。

恭敬，卡尔认为工程是一项贵族的运动。米森大坝，或者太沙基大坝，是卡尔负责的最后的一个工程咨询项目，也是最有挑战的项目，他曾写道：我的时间所剩无几，只盼着米森大坝能尽快竣工，因为，在我‘入土’之前，我还有许多其他重要的工作要做。

精进，卡尔对土力学的基础‘吹毛求疵’。他在评述卡萨格兰德和公路局的矛盾时指出：一个严谨的科学家……几乎从不把任何结论当成定论，他的存在总是会打破愉悦的工作氛围……若不听从他那没完没了的批评意见，研究工作就不可能稳步向前推进……这种类型的科学家起到的就是定位飞轮的作用，防止那些自诩经验丰富的人偏离研究主题，陷入凭空臆测的泥沼。

纯朴，卡尔创立土力学纯粹而简单。但他从未以岩土工程师的身份签署过任何报告，自始至终都是以‘咨询工程师’的姿态，悉心探寻工程中的宏观问题，出于实际需求，推动着土力学的发展和革新。

广大，卡尔广泛涉及土力学、岩石力学、工程地质、机械、经济等领域，他融会贯通，他山之石，可以攻玉。包容，卡尔承认瑕疵的存在，在土力学受到质疑时，包容费朗格的诋毁及其门徒的谣言，进一步系统化土力学实践原理，终著而论道，授业解惑。”

关于这位大师的传奇人生，可在《工程艺术大师：卡尔·太沙基》一书中尽情探寻。

这既是一部记录作品，也是一部文学作品。原著分时期记录了卡尔·太沙基的生平，涉及了他的日记、信件、手稿、出版的论文书籍，还有一些便条、草图、工作手册、备忘录、剪报等。从这些内容，我们不仅可以生动、真实地理解卡尔创立土力学的初衷和设想，还可以体会到卡尔的品格。在翻译此书的过程当中，我们更是惊叹于卡尔顽强的毅力，无论人生在怎样的境地，遭受怎样的质疑都能够执着于自己的研究，工作专注且逻辑缜密。“要想在世上有所成就，首先就要做到，即使总得不到别人的认可，你自己也要保持激情，不能懈怠。”

太沙基在哈佛，1940年春

“这恰恰印证了那句古老的谚语，研究结果并非取决于实验设备的先进性，而是取决于命题的真实与否。实验设备越简单、越廉价，就越能够体现实验目的，相应地，实验者也就能够洞察整个现象的变化过程，最后证实或是推翻此前的假设，甚至是提出新的假设，这样既省时又省钱。当实验者对某个自然现象已经有了清晰的认识时，他才需要昂贵、灵敏的实验设备，以获取精确的数据。如果实验者一开始就采用昂贵的设备，实验者就会变成实验设备及实验本身的奴隶，他不是在检验假设的真实性，而仅仅是在确认某种现象，永远也找不出背后的规律。”

“把一个想法发展成一个完善可见的实体，就像把一粒种子变成一颗大树一样，是个惊人的奇迹。当努力把自己的想法变成现实时，创建者会经历人类各种情感：希望和恐惧、热情和沮丧。他艰苦的脑力工作也会促进其智力的发展，当然，他几乎没有怀疑过自己的智力……当劳动变为成功的果实……劳动者会放松一会儿，快乐地思考别人所取得的成果，直到逐渐增长的内心压力激励他重新开始朝着未知领域冲刺。这就是生活……人的眼界越开阔，奋斗就越努力，对梦想的追求就越执着，那么他的生活也就越丰富。”

“如果你想像我一样，从生活中得到那么多快乐和满足，就必须像我对博斯普鲁斯海峡那样，毫无保留、全心全意地投入某件事情……如果你每天都感受不到生活中的这种强烈的快乐，那么你简直就是在浪费生命，因为正是这种快乐才使你成为一个真正的独立而完整的人。”

“要训练和培养我们准确阐释观察结果的能力，对理论甚至是很严密的理论的掌握是非常有必要的。但是，我们也应该明白，只有纯理论，我们还是不可能在土木工程领域有任何建树。我们还需要积累原始的工程实况，这种工程实况的积累多多益善。但是在我的身边有着这样一群人，他们自视甚高，自认为看清楚了物质的本质，而实际上，却只是利用一些复杂的三重积分对物质进行了人为的‘简化’，可自己却连真正的土体长什么样都忘了。对于这些人，我很恼火。在我看来，对事物细致的观察和深刻的分析同样重要，甚至更重要。只有学会细致的观察，从你口中说出来的东西才会有价值。但是据我所知，很多工程师都是无可救药的盲人，他们根本看不到这一点。”

他在日记中这样写道：“记住：任何开拓性的工作都是在排除万难的情况下完成的。不要感到绝望，只管埋头工作就好！痛苦和斗争是人类的宿命。不要去羡慕那些以出卖自己灵魂为代价而坐上了安乐椅的懦夫。要牢记，每一个新思想在被人们接受之前，都是对公众的挑衅。”

-作者简介-

理查德·E.古德曼（Richard E. Goodman），国家工程院院士（1991年），1977年，他获得了美国地质学会颁发的伯威尔奖。1995年，他参加了兰金讲座（Block Theory及其应用）。2000年，他获得了美国土木工程师学会（ASCE）的H. BOLTON SEED奖章，并于1976年获得了美国采矿，冶金和石油工程师协会的岩石力学奖。2004年，格拉茨技术大学授予他荣誉博士学位（hc博士），以表彰他在工程地质学和岩石力学领域的科技成果。

-译者简介-

朱合华，同济大学土木工程学科结构工程专业（地下结构方向）博士。同济大学特聘教授、国家注册土木（岩土）工程师，现任土木信息技术教育部工程研究中心主任、同济大学隧道及地下建筑工程学科方向负责人，创办国际学术期刊Underground Space，兼国际岩土联盟(FedIGS)岩土数据标准专业委员会(JTC2)主席、中国岩石力学与工程学会(一级)和中国土木工程学会隧道及地下工程分会(二级)副理事长等。

史培新，美国康奈尔大学土木和环境工程专业（岩土工程方向）博士。苏州大学特聘教授，苏州大学轨道交通学院院长，为美国土木工程协会（ASCE）、美国岩石力学协会（AMRA）、国际地震协会（EERI）、中国地震工程协会会员，兼江苏省城市地下空间学会副理事长，苏州市综合交通运输学会副理事长。

以上图文选自《工程艺术大师：卡尔·太沙基》，理查德·E.古德曼（Richard E. Goodman）著，朱合华、史培新 译，杨林德 译校，同济大学出版社2020年6月出版。

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