李广信
清华大学 岩土工程研究所
    
        主动土压力与被动土压力是支挡结构后土的两种极限平衡状态下的土压力，说到土压力就不能不提朗肯与库伦及其土压力理论。在土力学中有一个悖论，那就是精确的、严密的理论解往往都脱离实际；而另一些虽然理论上不严密，作了一些假设，半经验的理论公式则较为实用。朗肯土压力理论在理论上是无需假设的精确解，只要符合它所规定的边界条件，库伦理论、索科洛夫理论等都可退化为朗肯土压力公式。
       朗肯土压力理论最常见的适用边界条件是：墙背竖直光滑，填土表面水平，同时也要求地基与填土间不存在摩擦，亦即也是光滑的（否则土压力就不是线性分布）。这显然是脱离实际的，因为墙背与地基的摩擦力是客观存在的，是有利于挡土墙稳定的。如为了符合朗肯理论而费工费料将它们抹平、润滑，那个工程师肯定是有病。与此相似的还有普朗特地基承载力理论、单向压缩固结理论等。前者要求基底光滑与无重介质，后者要求无限大荷载与瞬时加载。由于这些理论上精确的解答，在边界条件上脱离实际，所以常常用经验系数加以修正，或者根据实际条件加作些假设。
       库伦公式就是假设土体中的滑动面为平面（直线），这在理论上是近似的。但可以适用于墙背倾斜、墙背与填土的摩擦、填土表面不规则等一系列工程中的实际情况，因而具有更好的实用性。
       在讲到库仑土压力理论时，有人问：墙后的主动土压力是墙体实际上可能承受的最小的土压力，为什么在所有假定滑动面对应的土压力中，他又是最大的？被动土压力是实际上可能承受的最大土压力，为什么它又是所有假定滑动面所对应的土压力中最小的？
       其实这里的问题在于前一种是现实的，后一种是虚拟的。
 

图1 土压力的库伦理论

       在图1中，墙体不动时，对应的是静止土压力E0，当挡土墙离开土体位移时（左移），墙上的土压力不断减少，直到出现滑动面1，这时对应的土压力为E1。如果我们把这个滑动面灌浆粘接起来，而把墙体再离土而移动，土压力继续减少，就会陆续出现滑动面2,3.....,对应的土压力为E1,E1… 。无疑，第一次出现的滑动面所对应的土压力最大，即E1=Ea。
       如果从静止状态墙体推向土体（右移），则其上的土压力不断增加，出现第一个滑动面1时,对应的土压力为E1。如果把这个滑动面粘接起来，继续努力推墙，将陆续出现滑动面2，3……，对应的土压力为E2， E3… 。那么第一个滑动面对应的土压力最小，亦即E1=Ep。正如如果根据你的身体实际情况，你应当是60岁死于脑溢血，70岁死于心肌梗死，80岁死于肺炎，90岁死于癌症，你的实际寿命当然是60岁了。
       土力学是一门很实际的，很感性的学科，与现实生活联系紧密。对于一些概念和原理，我们要善于联想与比拟，这样你就会得到很深刻的理解与感悟。
       有时在美餐佳肴前吃着吃着就饱了，并且是超饱，腰带紧束，就感悟到了被动土压力的滋味，暗地松开裤带的两个扣眼，体会了到主动土压力的幸福。看到一些市井之徒，如水浒中的没毛大虫牛二之流，夏天里常把腰带系在胯上脐下，让锅底般的肚皮露在上面。另一些上层人物，如我们的某些高级领导，则把腰带提到乳上腋下，成为“齐胸裤”。如果把腰给“吃”没了，那么人身体上最细的部位就是脖子，但据说大脑缺氧4分钟就会死亡，还没见有人把腰带系的脖子上，一是可能没人敢试，二是试过的人都没命了。一些聪明人干脆用吊带把裤子吊起来，估计这都是为被动土压力所逼的。
       如果把自己当成一粒土，那么在人流和人群中，你常常会体会到很多土力学的概念和原理。比如在大礼堂散场或散会的人流中，如果你想停一下，立刻就会感到渗透力的威力：你会在人们的正面挤压与碰撞、侧面的摩擦作用下身不由己，最后就只好随大流而变成为“流土”了。
现在从清华到几个火车站都要乘地铁4号线。尽管我早已年过古稀了，但鲜有享受让座之幸。于是就有了复习与理解土压力的机会：在圆明园上车一路尚宽松，渐近于西单，压力增大，最后达到了被动土压力的痛苦状态；一到西单，人们一涌而下，顿感主动土压力的愉悦、宽松、舒展与自由。想到自己工作几十年，无需坐班，到教室讲课，骑车不超过10分钟，从未经历上下班挤车之苦，真是身在福中不知福。而推己及人，我夫人当年是要天天挤公交车的，有一年冬天，她不穿条绒皮大衣了，换了一件尼龙绸的羽绒服，说这样挤车容易。我就对她讲解说，这是由于减小了摩擦角，被动土压力就小多了。可惜她是农学院毕业，学畜牧的，在市奶牛处工作，所以估计我这么渊博的土力学知识都对牛弹琴了。
       现在看小外孙女，每天起早上学，下午回来做作业，晚上和周末上英语班、舞蹈班、钢琴班、绘画班，看她那瘦瘦的样子，很像是为被动土压力挤压的。回想自己的童年，经常吃不饱是现在的孩子们所不理解的，但那时的宽松却是很值得怀念的。当时我们的小学在哈尔滨的松花江边，我是经常逃学的：到市场听说书，租看一分钱两本的小人书，折个柳条江边钓鱼。这当然会受到家长与老师的制裁，结果是常常被赶到教室门外听课。前几年校庆时，一个大学同学见到我，说当年总看你在看小说。这也是事实，60年代清华图书馆的小说和杂书我几乎全都借阅过。可见那时也并不紧张，处于主动土压力状态。结果是将近毕业时，人家都超龄退团了，我才在逐渐逼近25周岁的临界状态光荣地加入了中国共产主义青年团，结果现在成了“杂家”。
       在欧美国家，社会与家庭都很自由宽松。孩子们以玩为主；商店周末休息，员工可能去旅游了。有一次我在美国去一个超市，几个员工先是客气的对我抱歉，然后乐呵呵地发给我一张传单，原来是工会组织罢工了，也并没有剑拔弩张的气氛。而我国廉价的“中国制造”背后则折射出农民工处于被动土压力的辛酸。
       京剧“失街亭”中，诸葛亮头一句唱词是“我本是卧龙岗散淡之人”；胡志明有两句诗是“自甘清淡精神爽，从容处事日月长。”这都是道家的一种“道法自然”的主动土压力心态。本来诸葛亮尽可以“散淡”下去，在卧龙岗上“采菊东篱下，悠然见南山”的。可他偏偏去投奔了刘备，结果是东征西战，事无巨细，日理万机，鞠躬尽瘁，最后只能是“死而后已”了。周恩来又何尝不是如此，把自己弄进被动土压力状态，精疲力竭，过劳而死。
       现在有些教授，在作学问之外用的功夫似乎太多：跑项目，奔奖励；大学市场化，教授官僚化。无穷的沟通、交往、喝酒、包装与忽悠；不断地追求杰青、长江、百人、千人，最后是院士。而某些院士则是无事不揽，无所不通，无职不兼，无会不到，真替他们劳累。很怀念我的导师黄文熙以及陈仲颐、周镜。汪闻韶等老一辈学者们的儒雅与从容。近年来知识分子似乎也在从主动土压力向被动土压力转化。振兴中华，也不要人人玩命吗。
       在体育运动中，太极与瑜伽都是从容而绵长的，而一些竞赛与对抗的项目则是短促而剧烈。所以深山方丈与世外道长均长寿，而拳击和足球运动员则常猝死。这主要是由于心态的不同吧。
       回顾历史，土压力理论对于治国也是很重要的。秦代是我国一个伟大的时代，“秦王扫六合，虎视何雄哉，挥剑决浮云，诸侯尽西来”。但秦几代都奉行法家，商鞅、李斯都实行“先军政治”，穷兵黩武，不断征战。动辄兴兵百万，战线越拉越长。以一兵十夫计，民众的负担情何以堪？对内又实行严刑峻法，轻罪重罚，实行连坐，结果是“赭衣塞路，囹圄成市”，全国的多数人成了犯人。统一六国后，北拒匈奴，屯兵几十万；建阿房宫、筑长城、修骊山墓。仅骊山大墓最多时用民夫80万。现在看秦始皇的兵马俑殉葬坑确是壮观，被誉为世界第八大奇迹。但想象一下，2000多年前，仅一处殉葬坑就如此规模，整个陵园会有多大？这需何等的劳力、何等财力、何等的暴政？所以法家历来实行的是被动土压力政策：紧缩、挤压、暴政，最后只能是崩溃，结果是陈胜吴广揭竿而起，短命的秦朝应声而亡，法家人物也多不得好死。
       汉统一了中国，战乱过后，民生凋敝。汉初的文帝、景帝与窦太后信奉道家的“道法自然”，“无为而治”，一改秦代的刚硬性政策，顺应自然，休养生息，轻徭薄赋，恢复经济，不过多地干扰民众，农民种什么也不干预，也不去割“资本主义尾巴”，也不去抓“瞒产私分”。形成了所谓的“文景之治”的盛世，也为后来的汉武帝的开疆拓土打下了经济基础。道德经里有一句“治大国如烹小鲜”，就是说治理大国不能急燥，不宜乱来，更不能瞎折腾。
       汉武帝也是一代天骄，征讨匈奴，开疆拓土。但征伐太过。在其后期的《轮台罪己诏》中对于穷兵黩武，劳民伤财表示了悔意。但似乎尚不能说武帝实行的是法家政策的被动土压力，其实他是“罢黜百家，独尊儒家”的。
       儒家与道家、法家是有区别的。据说有一次孔子去拜访老子，请教修身治国平天下之道。当时老子已经很“老”了，他听明来意后没有说话，张开嘴让孔子看，问：牙还有吗？子曰：鲜亦；再问：舌头还有吗？答曰：尚健在。于是聪明的孔子道谢告辞。他明白了“兵强则灭，木强则折”，以柔克刚的道理，于是创立了儒家。儒者柔也，主张克己复礼，中庸之道，用现在时髦的话，就是要和谐。儒家不主张法家严刑峻法的刚硬性政策，但也不是完全“道法自然”“无为而治”，而是加上了君臣父子，仁义礼智信一系列约束条件，几千年来为统治者所喜爱。所以它似乎提倡土力学中的静止土压力状态：中庸之道，己所不欲，勿施于人。所以在历史上凡是要造反，要革命，要改变现状的，都要打倒孔老二。五四运动如此，文化大革命也如此。但正如鲁迅所说：专制的统治就像一把破椅子，没坐上时，要推翻它，一旦自己坐上了，感到很舒服，就要巩固它了。在“文革”后期，四人帮大搞评法批儒，法家红了半边天。可是把孔老二批臭了，又没有什么来替代传统道德，社会没了信仰，没了规范，“礼崩乐坏”。于是现在就又普建孔子学院，大搞国学。在“社会主义核心价值观”中，也包含了“和谐、诚信、友善”这样的儒家思想。可见儒家是“维稳”的需要。
       中国王朝的更替，短命者不足百年，长寿的也就300400年，距离“万岁”还差的很远；离“万万岁”还差得很远很远。所以黄炎培提出了“其兴也勃焉，其亡也忽焉”的周期律问题，看来毛泽东也远未能解决。但这其实这是一个土力学的问题。
       在王朝建立之前，通常有几十年到几百年的战乱，结果是一个王朝被推翻，接着一个个乱世英雄走马灯似的更替，社会财产再分配，权利与财富重新洗牌：“昔日王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。田地荒芜，人口锐减，经济崩溃。所以说“兴，百姓苦；亡，百姓苦”。当一个新的王朝建立之初，大片无主的土地荒废，人烟稀少，矛盾缓解，社会处于主动土压力状态，以中国人的刻苦与勤奋，经济快速恢复发展，农民生产积极性很高。很快出现了天下大治：政局稳定，经济繁荣，文化昌盛，人口剧增，国力富强。但几乎与此同时，皇族、功臣、权贵也开始聚敛财富。如果当权者眼光远一些，会加以抑制，如康熙就下诏停止跑马圈地，使清朝延续了近300年；而元朝的统治者就目光短浅，使民族矛盾和阶级矛盾迅速加剧，不足百年而亡。《孟子》中所说的“君子之泽，五世而斩”，五世大约是百年，也是这个意思吧。
       作为统治者的皇族与权贵们的既得利益集团一方面兼并土地，攫取财富，一方面快速繁衍：娶十几个老婆，生上百个子女，呈几何级数增长。皇二代、官二代、富二代，三代… 迅速繁殖，在河北保定满城的陵山上，有身穿金缕玉衣的汉中山靖王刘胜（景帝的亲弟弟）及其18个儿子的墓葬（据说他总共有100多个儿子，三国的刘备就自称为中山靖王之后。）。财富迅速集中，贫富差距加大，徭税加重，基尼系数增大到民不聊生的地步，达到被动土压力值，社会就崩溃了，又要重新洗牌了。“内库烧为锦绣灰，天街踏尽公卿骨！”
       这是一个专制的独裁的社会铁的规律，不是什么明君良相所能改变的。解决的方法似乎是从体制上来着手，那就是要有能够缓解社会内应力，释放过大土压力的社会机制。而这又为独裁专制所不容。
       自然界的土千奇百怪，千姿百态，或平沙莽莽，或沟壑纵横。尽其自然之美，何必人为约束施加什么土压力？顺其自然才是正道。