有這樣一本教材,在作者眼中,它是一本“非常土”的書;而在使用時,學生、老師、行業工程師對它的評價常常是滿分,它就是獲得了2024年清華大學優秀教材特等獎的《土力學(第3版)》。這本教材由清華大學水利系教授李廣信、張丙印、于玉貞主編,其背后是一場跨越了三十年的知識接力。

2023年全國土力學大會期間舉行的第五屆全國大學生巖土工程競賽決賽現場,左三李廣信、左四張丙印、左五于玉貞。
用李廣信的話說,編寫教材是一件“庸者不能,能者不為”的事。它需要耗費大量時間和精力,在學術評價體系中的地位卻并不高,因而有些學者不愿意投入其中。然而,編寫高質量教材對教學而言又至關重要。
《土力學》教材第1版于1994年出版,由陳仲頤、周景星和王洪瑾三位前輩編寫,是當時最有影響力的土力學教材之一。此后十幾年,隨著學科的高速發展和工程實踐的多元創新,原有的知識體系已不再能滿足時代需求,高校教學對新版教材的訴求日益高漲。
2009年,當水利系巖土工程研究所表示想編寫新版的《土力學》教材時,三位原作者由于年事已高沒有精力改版重編,但他們主動提出無償贈送該教材版權,由有能力、有意愿的其他年富力強的教師進行后續的編寫。“當時我們非常感動,他們并沒有將這本教材的版權視為己有,而是從熱愛教學、重視教材質量的角度考慮,非常具有無私奉獻精神。”于玉貞回憶道。
帶著敬意與壓力,李廣信、張丙印、于玉貞接過這項艱巨的任務,歷時四年推出了《土力學(第2版)》,又根據多方反饋意見進一步修訂,于2022年出版了《土力學(第3版)》。針對學科發展和工程實踐需求,新版教材對知識點、概念、方法、原理等進行了標準化、系統化梳理,補充了新的專業術語、新型設備的原理和構造,提高性的內容放進附錄或補充閱讀材料,整本書致力于更緊湊、更深入地講清經典理論和概念,結構清晰明了。
編寫的過程相當漫長、復雜而精益求精。盡管在章節上有明確分工,但三人都會參與其他部分的討論和審核,分歧和爭論是“家常便飯”,有時候為了弄明白一個細節應該如何在書中呈現,甚至“搭進去好幾個月的時間”。譬如,在太沙基一維滲流固結方程的推導過程中,涉及到坐標軸方向、受力方向、滲流方向和地基的變形方向,而實際受力、滲流和變形的方向并不一致。關于如何標注,幾位編者商量了很久,最終決定按照物理的規律性、數學的嚴密性,同時兼顧應用的直觀性給出了坐標軸和物理量方向的標注方法。這不僅關乎理論教學的嚴謹性,更關乎日后這些知識在實際項目中的應用。
日復一日的討論、推敲和調整,構成了《土力學(第3版)》編寫過程的日常。三個人平時工作都忙,就利用周末、假期的空閑時間交流,在微信和郵件里、在李廣信老師的家中,甚至在去開學術會議的火車上,隨時隨地發起一場討論,以至于“爭論的時間比編輯的時間更久”。
新教材推出后,獲得了出乎意料的反響。除了清華大學首先使用外,它還被天津大學、哈爾濱工業大學等百余所高校訂購用作專業課教材,并得到了同行們的高度評價。作者們在參加學術會議或前往其他兄弟院校交流時,有學生或后輩學者會拿著這本書請他們簽名;有外校的老師甚至半開玩笑地講:“為了教學質量,我忍痛割愛放棄自己編寫的教材,改用你們的教材。”有這本教材的“深度用戶”說自己“看著這本教材長大”,從上大學、讀研究生,再到考取注冊巖土工程師,即使工作之后《土力學》也始終擺在桌子上,時不時拿出來翻看一二。
“這些反饋和評價說得我心里熱呼呼的。”于玉貞如數家珍地說起這些寶貴的評價。不過,在編寫時也有考慮不周的地方,針對每一條意見,作者都認真聽取并分析,在新一輪的修改中將之綜合體現進去,力爭做到盡善、盡美。
自初版以來,教材合計印數已達近22萬冊,其中《土力學(第3版)》自2022年8月出版至今已重印6次,累計印刷3.3萬多冊。“對于《土力學》這樣一本‘非常土’的教材來說,這算是很高的印數。”于玉貞笑著說。之所以說它“土”,是因為土力學關注的是土壤等天然的松散物質,在實踐中則對應于地基、隧道、大壩等地下工程,與其他力學學科的研究和應用對象相比,顯得不那么“高大上”;它也不像理論力學和材料力學一樣擁有“完美”的理論公式,而是包含了很多經驗性的、“粗糙”的知識,像光腳踩在大地上一樣要結結實實、一步一個腳印地走出這條路來。

教材內頁的設計圖例。
然而正是這樣“土”的學科,為眾多有關國計民生的重大戰略提供了可能性和實現路徑。譬如在填海造地時,如何通過合適的方式讓土體具有足夠的強度和穩定性,能夠在上面開展建設并抵御海浪沖擊,這是土力學的研究范疇;在異常環境下修建公路、隧道、大壩等工程項目,如港珠澳大橋的建設中如何處理軟黏土地基問題,也需依靠土力學提供解決方案。
于玉貞也是在參與教材編寫后才意識到,這本教材對這個行業來講多么重要。“要是把一個錯誤的知識寫到教材里,那是真的誤人子弟,耽誤別人一生。”他嚴肅地說:“理論出岔子,現實工程就可能出問題;你描述得不清楚,別人就得花更長時間去琢磨。”
經典、扎實的《土力學》教材陪伴著一代代土木人走向學術和工程的前沿;而教材本身也并非一成不變的存在,從行業發展的速度來看,它可能五六年就需要更新一次。“三位前輩給我們做了榜樣,那么無私的奉獻精神,我們也要一代一代地把它傳下去。”于玉貞感嘆。人類知識的傳承和創新,就在一次一次傾注心力的編著過程中完成和延續。