文章的要点：
1.对传统土力学教材中水力坡降计算的质疑。
2.关于《抗浮标准》关于水浮力计算的质疑。
一
根据水头计算公式（如教科书下图所示）：
再次推导了静水水头、自由落差水头和稳定渗流水头。
当土壤中存在稳定渗流时，见下图：
地基土中的渗流速度很慢（相对于自由落体的水流速度），因此流速的能量可以忽略不计。由于管道中沙子的阻力导致能量损失，B点的水头必须小于a点的水头，但水头损失是多少？这与土壤的压实度（即渗透性）有关。当水头为无穷大时，也就是说，落体的势能转化为无穷大的水头。当土壤非常密实，渗透性非常小时，水流非常缓慢，水头损失非常大。它与土壤的渗透性成反比。
特殊情况是，由于非常致密且几乎不透水的土壤的渗透，B点的水头几乎为零（见下图）。
然而，下图中的情况有所不同：
当非常致密的沙子在静水中时，a点和B点的水头相等。
但是等一下。一种是静水中非常密实的沙子，另一种是密实的不透水材料。在极端情况下没有任何区别？为什么一个头部相同，另一个头部为零。
这真的很难理解。这与水的特性有关，需要考虑微观层面。当土壤渗透性很差时，渠道细密，水已完全渗透并保持静止，就像静水中细密的连接件，每个点的水头相等。然而，当土壤中的接触通道很小，影响了水分运动时，就会发生质的变化，导致水分运动几乎停止，很难进入稳定状态。此时，下部的水头几乎为零。因此，上述两种情况似乎是矛盾的。事实上，它们在微观层面上是一致的，应该仔细理解细微的差异。
上述讨论通常仅限于思考。在实际工程中，结构抗浮计算一般不考虑密实土对水流阻力引起的水土流失的有利影响。然而，这一概念仍将在实践中应用。例如，地下室肥料罐回填的压实度要求是避免暴雨时瞬时盆效应的抗浮破坏。
当涉及渗流时，它必须涉及水力梯度的概念。教科书中定义，渗透土壤中测量管的水头差除以水平距离。
我认为教科书中水力梯度的计算公式是错误的。计算水力梯度的水头差不应是土壤渗透阻力作用后测量管的水头差，而应是水的水头差，即水位差（不包括速度产生的能量水头）。测量管承受土壤阻力后的水头差是土壤渗透阻力转化为速度能的结果。不同点的水位差（势能差）和土壤的渗透性是由于，测量管的水头差、渗流、渗透力以及相应的渗透阻力和水压是结果。势能差越大，他成为速度能的能力就越大，从而产生更大的渗流速度。如果渗透阻力大，能量损失大，测量管在土壤中的压头差（包括势能和动能的总能量压头）将很大（无土壤阻力的总压头相等且无损失，但势能差仅与位置和高度有关，总压头包括势能和动能），水位差越大（势能差），水力梯度越大。因此，水力梯度是水位差（AndyLau），而不是渗透土壤中测量管的水头差。根据水力坡度计算。
二
一位名叫“飞扬”的读者读了我的系列文章（11），说：“应该讨论一下。”《抗浮标准》下表中有两个问题”（见下图）。
1.当承压水头低于抗浮水位（设防水位-作者注）时，抗浮计算是否包含在承压水头中？当压头高于抗浮头时，我们应该只添加YW△H吗？
2.前墙和后墙之间存在水位差，产生渗漏。如果抗浮水位取高，抗浮设计浮力是否需要增加渗透力？"
这个问题很有代表性，可能会引起很多混乱。
首先，澄清一个重要概念，即抗浮水位？我认为我们应该综合考虑历史、现状和未来可能的地下水条件，综合考虑地下水位进行设防计算，该水位必须综合并包括各种复杂情况，如历史、当前和未来的自由水、承压水和渗透水。和《抗浮标准》在设计中使用它设防水位与地下承压水（历史、现状和未来可能性）和渗透水（历史、现状和未来可能性）混合添加。这是将得到的数字和算术中的数字相加。我不知道是什么。
一旦这个问题得到澄清，读者的第一个问题就会得到解决。当承压水低于设防水位时，按设防水位计算（由于含承压水头，防水水位必须高于承压水头）。当承压水头高于设防水位时，不存在是否增加的问题。这是因为地勘的防御水位数据减少了。应要求甲方和地勘修改防御水位。
读者的第二个问题也可以用同样的方式回答。地勘的设防水位应包括渗流头的影响，因此不必再考虑。原因同上。
《抗浮标准》第6.2条的计算非常混乱。建议调整如下：
1：综合抗浮水位指定应为调查报告提供的数据（由业主确认）。
2：根据抗浮水位计算地下室整体抗浮稳定性和构件抗浮应力，不需要根据规范添加这三个。在大多数情况下，这符合抗浮设计要求。
三：《抗浮规范》6.1.1第3条和第6.2.3条对渗透浮力的描述和计算公式不正确。在渗流过程中，高水位外壁与低水位外壁之间的水头压差与渗透阻力有关，难以计算。本规范无需列出计算公式，但概念可以用文字描述，岩土工程师和结构工程师可根据基本理论解决。
4：本规范应采用条款说明，明确告知工程师，只考虑抗浮水位的计算，不包括山区等复杂场地等许多不利条件。
例如，由于斜坡的渗漏，建筑物外墙上的水压不同，使建筑物产生向上倾斜的位移或水平位移，或因水位不平衡下降而使建筑物倾斜，不包括在抗浮水位计算中。
再举一个例子（见上面的渗流图），如果渗流垂直于纸张，那么一面是透水性极好的砂石，而另一面是透水性极差的粘土。透水性好的一侧水头损失小，浮力大，而另一侧则相反，因此建筑物两侧的浮力不同。抗浮水位是一个均匀的水浮力，不考虑建筑物地板的不同水浮力。当水位不均匀下沉时，工程师应注意建筑物的沉降，应根据不利情况予以考虑。这些情况很难准确计算。一般来说，它们应该通过概念和经验来解决。必须做什么
我有篇文章分析了一起毁灭案，因为这幢高层建筑压在地下室的一侧地下室的所有悬臂都变成了一条H形裂缝，这是不是很奇怪？本文进行了详细的力学分析。有兴趣的人可以来看看。
许多人都有一个难题。建筑物周围回填土的渗透性对浮力有多大影响？见下图：
当建筑物不漂浮和静止时，可渗透土壤（水可以通过的细通道）对建筑物的浮力等于静水压力。当建筑物开始漂浮时，水在岩石和土壤的缝隙中流动。土壤的渗透阻力会导致水头损失，水浮力会降低。可能降低的水浮力不足以使建筑物浮起，建筑物将停止，如果浮力在损失后仍能使建筑物浮起，建筑物将缓慢浮起，其浮起率必须低于具有良好渗透性的土壤（砂）的浮起率，因此，粘性土的密实度甚至可以使建筑物免于漂浮问题。
这个概念是可以理解的，设计不能以这种方式进行，这是非常不可靠的。当我们要求回填的密实度时，是为了避免地表水快速渗入地面造成所谓的盆地效应，以便有足够的时间排出地表水。事实上，我们使用了上述概念和经验，实际抗浮水力的计算仍然基于完全透水材料。如果在地表设置设防水位，则无需担心回填土的密实度，但成本无法承受。因此，设防水位的本质是技术、概率和经济之间的权衡。
我们的抗浮设计基于水的静态作用，但实际的水是动态的。工程师应该有动态水的概念。
对于许多水压问题，我们很难精确计算，但概念必须是正确的，比如上面提到的教科书《抗浮标准》水力坡降计算的误差（水力坡降计算较小）可能会影响渗透力计算的误差，造成事故。
阿基米德定律和连接器原理在岩石和土壤中变得如此复杂，以至于无法计算。是王君的《关于抗浮案例的法理探讨》说得好，设计的本质是一种复杂而模糊的权衡。有些人或专家说，并不是高超的技术可以解决这些问题。设计师确实需要提高他们的理解和技术应用水平，但法律试图避免模糊技术与高惩罚之间的平衡问题。是马嚼子把它戴在猫的头上，这只能让设计师如履薄冰，更加保守。
三清华大学基础工程教材给出了降水引起的地层沉降变形计算：
在这个公式中，除了土层厚度是准确的，其他的都不准确。我们对地基沉降计算参数的不确定性感到头痛，现在增加了与渗流相关的不确定计算系数，使计算结果可信，因此公式基本上是一个概念。我不是在质疑这个公式的正确性，而是在告诉读者岩土的客观规律。
既然这是一个概念，我们就应该用它来解决问题。由过度开采引起的地下水缓慢下降引起的地基沉降是均匀的。在计算结构沉降时，不考虑高水位的有利影响，因此水位均匀下降的最终沉降在设计和计算的可控范围内。然而，大量的人工井点降水，如基坑，往往使水位变成大漏斗，位于漏斗边缘的建筑物很容易因不均匀沉降而损坏。在本系列文章（11）中所提到的春城中，基坑周围的所有建筑物都沉降，裂缝沉降是由这引起的。
水位一般均匀上升（不会形成倒漏斗），因此，当水位均匀上升时，一般不考虑水浮力。（与上述复杂渗流网络中浮力不均匀不同，一般结构很少遇到，当可能遇到山地建筑复杂地形时，需要咨询勘察专家进行设计），只要考虑未来可能的最大水位，设计结构的整体抗浮稳定性，但对于某些部件的水浮力的应力设计，在水位下降或上升过程中可能需要考虑不同的工作条件。
例如，建筑物地下层中使用的抗拔桩在水位下降时会导致结构整体下沉，从而将抗拔桩变成压缩桩，并在地板上产生反作用力。如果不考虑这种工况，防水板就会损坏。同样，抗浮锚杆考虑了拉伸条件。水位下降时，地基下沉会引起锚杆体的裂缝，从而降低水位上升时锚杆的抬升力。
四
现在我们来谈谈淤泥和液化土壤中的地下建筑。
我记得建筑研究所的一位专家提出了一个有趣的问题：建筑物有没有比水大的浮力？就像在泥里一样。没有人回答这个问题。我会尽力回答并征求读者的意见。
众所周知，泥浆的比重远大于水的比重，这也是灌注桩采用泥浆护壁的原因。许多人认为浮力一定比水大得多。事实并非如此。箱子在泥浆中的浮力（建筑物的底板是泥浆）是静水浮力。粘土颗粒和水的弱结合形成流动的泥浆（非牛顿流体？），泥浆可以防止比水重的物体暂时下沉，也可以防止比水轻的物体暂时上升。然而，随着时间的推移，土壤颗粒和水分子的分离最终取决于水比重的浮力。海水的浮力比水的浮力大，因为盐分子和水分子结合成与水具有相同性质的液体。当然，这只是关于浮力的概念。实际的建筑无法在泥中找到。
液化砂土浮力的突然上升不是由砂石混合物液化体的比重引起的，而是由地震瞬间震动形成的巨大超孔隙水压力引起的。浮力不是一个概念。
五
在分析了水的压力和渗流后，剩下的问题是饱和岩石和土壤中的有效应力。
水的存在可以大大降低土壤的有效应力、摩擦角和初始粘聚力。所有这些参数都没有漏网。可以想象，水的破坏力对岩石和土壤的抗剪强度。同时，由于水的水平渗透产生的水平渗透剪切力增加了土壤水平剪切力上的外部荷载。因此，基坑塌方、边坡防护坍塌、滑坡等都与土体中的水有关。
这个概念很简单，但在岩土工程的设计层面上却非常复杂。它是岩土工程师的主要研究对象，超出了结构工程师的能力范围。
读者和同事们，复杂的岩土工程和结构问题应该用概念综合评判的方法来解决。当我们对综合判断的不确定性感到困惑或因其不确定性而受到他人质疑时，我们也应该心存感激，因为我们是否具备综合判断能力是人类与人工智能最根本的区别，也就是说，即使这个行业在未来被人工智能取代，它也将是最后一个被取代的行业。
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