编者按：力学研究所成立六十多年来，力学人遵循钱学森的工程科学办所思想，为推进中国的近代力学事业、为推动中国的经济国防建设，做出了重要的贡献。老一辈力学人以国家需求为己任、艰苦创业和奋发拼搏的精神，是力学所60年奋斗史的精髓。本刊在“情系科学”栏目里陆续推出离退休老同志回忆文章，以展示普通科技人员的风貌。 

　　上海自上世纪20年代便发现了地面沉降现象，到60年代最大累积沉降量达到了2.6米左右。特别是，由于解放后的工业迅猛发展，致使1956-1962年间市区形成了碟形洼地，最大沉降地区的沉降总量达到1米。市区地面沉降导致了潮水泛滥、道路损坏、管线断裂，甚至导致了苏州桥下通航困难等问题，这是一种地质环境灾害，它不仅造成了巨大的经济损失，也对城市建设、工业发展和人民生活构成了严重的威胁。 

　　1963年，地质部水文地质工程地质二大队就上海地面沉降产生的原因，专门来力学所征求意见。当时，关于地面沉降的成因众说纷纭：地质构造运动，海平面上升，高层建筑影响，地下水位下降等等。钱寿易先生作为土力学专家，指出“可能是由于大量抽取地下水的原因”，并提出“需要进行上海粘土流变性质研究，进行一系列较大型的长期固结试验和理论分析工作，估计地面的长期沉降和最终沉降量”。1964年，上海召开了专家会议，经过充分讨论，大家同意了这个观点，并建议开展机理研究（包括实验室试验、分析计算和现场观测）。这样，我和土力学组的同事们一起，接受上海市水文地质大队委托，承担了上海地面沉降问题的研究工作。这项课题是在钱寿易先生的领导下，分为两个阶段进行的：1963-1968年为第一阶段，1979-1980年为第二阶段。 

　　在第一阶段研究工作中，课题组十名成员齐心协力，开展了大量的实验研究和理论分析工作，完成了一系列研究报告（由于保密要求，均未发表）。我负责撰写了开题报告《上海地面沉降研究的初步工作报告》和《抽水引起土体压密的初步实验研究》两篇报告。从1965年下半年开始，我们课题组和上海水文地质大队合作，在黄浦江岸野外进行孔隙水压力测量研究，选用单管开敞式孔隙水压力仪，实现了70米深土层孔隙水压力的量测。双方还合作进行上海市地面沉降计算，并提出了1966年度地面沉降不大于10毫米的地下水开采方案。1966年，上海市开展了大面积人工回灌，灌水量400万吨，为期5个月，并达到了上海市区地面回升的预期：平均回升量为6毫米，最大回升量为38毫米。此后，我们课题组继续在所里进行室内实验，研究反复荷载作用下的上海粘土性质，得到了拉、压固结系数变化规律和取值趋势。“文革”开始后，研究工作的开展受到了很大的影响，特别是钱寿易尽管遭受冲击和审查，当时的《红旗》杂志还发表了文章对他进行了不点名的批判。但是，课题组仍然坚守在科研岗位上，1967年我和钱先生还一起出差到上海外滩进行数值计算，结合劳动公园现场观测资料，用分析解法和有限差分法试算和预估沉降量，精确到几个毫米，其结果与实测值同量级。终于，上海地面沉降研究在1968年完成了，钱寿易提交了《上海市地面沉降研究总结报告》。我们的研究工作指出了粘土层的变形机理；阐明了上海市区域性地面沉降是由于人工过量抽取地下水所造成的自然现象；系统探讨了由抽水引起的地面下沉的内在规律；建立了双线性力学模型，并在此基础上提出了合理的沉降计算方法和回灌方案。这些工作对土力学学科的发展具有重要意义。1978年，这项成果获得了全国科学大会奖和中国科学院重大成果奖。 

　　在第二阶段研究工作中，在上海市水文地质大队支持下，我们对1965-1978年间的地面沉降进行了分析计算，将计算的超静水压力和变形值与实测值进行比较，结果令人满意。这表明力学所提议的主固结计算模型和计算方法正确，为人工回灌地下水控制地面沉降提供了有力的理论依据。1979年末，在全国第三届土力学及基础工程学会上，钱先生和我共同撰写的论文“上海地面沉降计算”获得了好评，随后发表在1981年的《岩土工程学报》上。1981年，中国土力学界第一次派大规模的代表团参加国际土力学会议，钱寿易为10名代表之一，宣读了“上海地面沉降计算”一文，引起与会代表的广泛兴趣。这篇论文的英文稿不仅刊载于会议论文集的第一卷，而且应会议组织者的要求，钱寿易回国后又进行了书面补充并正式在国际刊物上发表。该论文还指出：回灌的效率在逐渐下降，在未来的一些年份内，微沉过程将是可以预料的；次固结的作用将日趋重要，需要开展相关研究。 

　　因此，尽管课题任务结束了，但是我们关于上海地面沉降的研究工作一直延续着，因为到了上世纪80年代中期以后，原有方法的计算结果和实测数据间出现了偏差，虽然粘土层中的孔隙水压力值基本上不变，微沉过程却持续不断。1987 —1989年间，我在以往上海地面沉降研究基础上，又对70米以上的浅层粘土进行了变形特性的室内试验，结合实测资料进行沉降计算。试验表明，土性参数随反复载荷次数的变化是非线性的，因此，对原来建立的双线性模型提出了修改意见。1991年，在第四届国际地面沉降会议上，我和钱先生提交的论文指出：原来进行的地下水回灌方法已不能视为唯一的方法，而应该进一步仔细考虑回灌的深度、强度、频率和时间。这为后续阶段地面沉降的研究指明了方向。 

　　1991年钱先生去世了，我依然在他开创的领域中进行跟踪研究。在1997—1998年间，我进行了一维沉降计算和三维渗流固结耦合计算，把计算范围扩展到整个上海市区（计算空间为面积8000平方公里厚度100米），其中考虑了上海土层的流变特性因而计及了次固结因素。通过计算和实验分析，对防治措施提出了进一步建议。我认为，土的固结时间很长，地面沉降是长期现象，其治理是长期工程。随着大批高层建筑的出现，进入新世纪上海地面沉降又会遇到新问题，相关的研究工作应当继续，当然这将落在年轻一代力学人的肩上。 

　　回顾这项工作，我首先想说的是：我们的选题是从实际中来的，是国家建设的切实需要。其次，我们开展上海地面沉降的研究工作，是从沉降的表面现象、复杂的土性、不规则的含水层水位变化，以及长期不完全的变形历史记录等情况出发，创立了从现场观察、文献调研、实验室机理探讨、计算分析、现场量测直到提出沉降控制方案的研究模式，这是土力学学科应用研究的典型成功范例，具有普遍的参考价值。 

　　最后，我还想说的是，随着大批高层建筑的出现，进入新世纪上海地面沉降又会遇到新问题，相关的研究工作应当继续，当然这将落在年轻一代力学人的肩上。