有效应力原理是什么意思？

有效应力原理是土力学区别其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中水气承担，但只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。通过孔隙的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化，即：有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。扩展资料太沙基在1923年提出了有效应力原理的基本概念，阐明了粒材料与连续固体材料在应力--应变关系上的重大区别，使土力学成为一门独立学科的重要标志。饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，其间关系总是满足：σ =σ′+μ。土的变形（压缩）与强度的变化都只取决于有效应力的变化。根据这一原理，通常采取加强土体排水措施，促使孔隙水压力消散，以便增大有效应力，达到提高工程稳定性的目的。在岩石力学和地震学中，也有人用这一原理来解释岩石强度的变化和地震前兆。参考资料来源：百度百科——有效应力原理

作用于饱和土体内某截面上总的正应力σ由两部分组成:一部分为孔隙水压力u,另一部分为有效应力σ′。饱和土中总应力与孔隙水压力、有效应力之间存在如下关系:基坑降水设计或基坑降水设计式中:σ—总应力;σ′——有效应力,通过颗粒骨架传递;u——孔隙水压力。上式即为太沙基提出的饱和土体有效应力原理。它是研究土体固结和强度的重要理论基础。孔隙水压力作用于颗粒上各个方向是相等的,它只能使土颗粒发生压缩(可忽略不计)而不能使其产生移动。因此,不会使土体产生压缩变形。只有在土颗粒之间传递的有效应力才能使土体产生压缩变形。有效应力的数值无法测量,但我们可以测出孔隙水压力,根据上述公式可以计算出土层中有效应力的变化。

土有效应力原理是：土骨架所承受的压应力等于总的土压力减去孔隙水压力。意义很多：1、饱和土的固结，固结的本质就是超静孔压的消散，土的有效应力增加，用于计算固结沉降、预压固结等工程实例；2、土的强度计算也与有效应力原理有密切关系，土的抗剪强度也是有土的有效应力决定的。3、渗流破坏也可以用有效应力原理解释。以上为土力学的三大问题，变形、强度、渗流都与有效应力原理有关。

饱和土中任一点的总应力总是等于有效应力加上孔隙水压力；或是有效应力总是等于总应力减去孔隙水压力。此即饱和土中的有效应力原理。土中的附加应力是指有效应力。

首先，材料、尺寸和受载情况都相同的一个无应力集中试件与一个有应力集中试件的疲劳极限的比值,称为有效应力集中系数。这个系数都是大于1的，也就是说应力集中系数越大，对应的应力集中件的疲劳极限越小，从而越容易发生应力集中破坏

有效应力原理里，有效应力=总应力-孔隙水压力，这里的孔隙水压力有可能是静水压，也有可能是超静孔隙水压。但在土的三向试验过程中，由于土已经取样出来了，实验前不再存在水压力的问题。试验的时候给试样加上围压，使得试样中重新出现了孔隙水压力，对于UU试验用的是超静孔隙水压力，而且随着围压的增加，超静孔隙水压力随着增大。CU试验，水压力与固结情况有关，如果是试验压力大于固结最大压力，则产生正的超静孔隙水压力，如果小于固结压力，则有可能产生负的孔隙水压力。但是CD试验，认为在试验过程中没有孔隙水压力。

研究饱和土中两种应力的不同性质和它们与全部应力的关系。有效应力表示土颗粒之间的接触应力，原理归纳起来可由下面两个要点表达：饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，土的变形与强度的变化仅决定于有效应力的变化，因此原理就是研究饱和土中两种应力的不同性质和它们与全部应力的关系。

太沙基有效应力原理是土体内单位面积上固体颗粒承受的平均法向力。有效应力原理，这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土骨架产生变形，具有土骨架的抗剪强度。孔隙中的水气通过土颗粒传递到土骨架上，对土骨架有支撑作用。因此，土骨架应力（有效应力）增加可以造成土骨架变形，孔隙水在孔隙水通道面积上的作用力在截面上的平均应力（中和应力）增加可以防止土骨架变形（前提条件是孔隙水压力不会造成土颗粒变形）。饱和土的压缩有一个排水过程，排水过程中是中和应力减少（防土骨架变形能力变低），有效应力增加，土骨架产生变形的过程。太沙基（Karl Terzaghi,1883～1963），又译泰尔扎吉，美籍奥地利土力学家，现代土力学的创始人。1883年10月2日生于布拉格（当时属奥地利）。1904年和1912年先后获得格拉茨（Graz）工业大学的学士和博士学位。

有效应力原理的公式是σ＝σ′＋μ。其中σ为平面上法向总应力；σ′为平面上有效法向应力；μ为孔隙水压力。

1.饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，其间关系总是满足：σ =σ′+μ2.土的变形（压缩）与强度的变化都只取决于有效应力的变化。

简要说明饱和土的有效应力原理饱和土体中存在自由流动的水分子，土体内部每一个微小的土粒子受到的一部分应力实际上是来自于土颗粒自身的承载能力，而另一部分应力则来自于水分子的动力学作用，这部分应力不会对土体结构产生支持或阻力的作用。饱和土体中的有效应力只包括来自土颗粒自身的应力部分，而水分子的作用对土体的承载能力没有任何贡献，在实际工程中，饱和土的有效应力往往会对土体的力学特性产生影响。

【答案】：B饱和土体内任一平面上受到的总应力等于有效应力与孔隙水压力之和；饱和土体的变形和强度受有效应力支配，与有效应力具有唯一对应的关系。总应力是指作用在土体内单位面积上的总力，其值为有效应力和孔隙压力之和。地基土层中水位下降或上升都会引起有效应力的变化。

第一节 土的抗剪强度与极限平衡原理6.1 概述6,1.1 定义： 指土体抵抗剪切破坏的极限能力。 6.1.2 研究土的抗剪强度的实际意义 1）地基失稳破坏的实质： 由于土颗粒本身的强度远大于粒间的联结强度，因此，剪切破坏是土的强度破坏的重要形式。房下基土剪切破坏　 　要特别注意地基土强度破坏与通常的土木工程结构构件的破坏形式不同：地基土破坏为剪切破坏。2）确定地基承载力（地耐力） 地基基础设计必须要满足两个基本前提: 修正后的地基承载力的特征值。3）与土的抗剪强度理论有关的工程实际问题有： * 确定土木工程地基的承载力 * 确定挡土墙的土压力 * 边坡稳定分析与设计 * 基础设计 6.2 抗剪强度定律—Coulomb 定律6.2.1 公式的创立 1776.法国学者C.A.库仑（Coulomb）6.2.2 抗剪强度定律表达式 1) 无粘性土 2)粘性土 6.2.3 公式分析： 1) 两个公式称为库仑定律 是古典土力学第三定律 即抗剪强度定律； 2) 明确公式中各符号的物理意义 C:粘性土的粘聚力kpa Φ：土的内摩擦角，度。 为土的抗剪强度指标 3) 要了解C、φ的几何意义 C ：是粘性土直线方程在纵坐标上的截距。 Φ ：为直线斜率 4) 抗剪强度的组成 两部分：摩擦力、粘聚力（内聚力）6.2.4 抗剪强度的两种表达方式 1) 总应力法 ： 2)有效应力法： 为什么要引入有效应力的概念？ 分析一个例子 上图为有效应力原理在工程中的应用：堆载预压法 通过Flash我们看到： 乙池塘在有效应力的作用下，塘底的软土产生压缩变形，土体强度得以提高；甲池塘由于有效应力为0，所以塘底的软土既未产生压缩变形，土体强度也未得到提高。有效应力（粒间应力） 孔隙水压力 下面用饱和土渗透固结试验说明有效应力原理弹簧---土骨架 水--- 孔隙中水 带孔活塞---孔隙施加压力瞬间t=o孔隙水压力水柱高度为h 弹簧无变形，说明有效应力（粒间应力）等于0 * t为任意时刻，部分水挤出，弹簧被压缩 * t→∞弹簧终止变形。指　 3) 当材料中任何一个面上的剪应力等于材料的抗剪强度时，该点即破坏。 特点： * 为一条略向上凸的曲线 * 土的莫尔包线可近似取直线 莫尔包线（抗剪强度包线） 根据材料力学关于应力状态和强度理论的基本理论材料中一点的应力状态可用三个主应力 表示则代表该点任何面上的应力状态（στ）的点都将落在三个应力圆所限定的阴影范围内。在所有这些点中，涉及到材料破坏也只有位于最大应力圆上的点才有可能与抗剪强度包线接触。 按照莫尔理论，材料内某一点的破坏主要取决于大、小主应力，与中主应力无关。 ∴土的剪切破坏条件按两向应力状态（平面问题）考虑 63.2 用莫尔理论分析土的剪切破坏条件 用莫尔理论建立土中任意点的应力状态与大、小主应力之间的关系。要掌握两种方法： 1)解析法： 已知 对隔离体abc进行受力分析，利用静力平衡条件2)图解法： * 建立τ-σ坐标系； * 作Mohr 圆 令OD为 确定莫尔圆圆心的位置 确定半径R 在圆心处以2α角逆时针旋转交圆周于A点 A点对应的横坐标和纵坐标分别是要求的正应力、剪应力。63.3 土的剪切破坏条件 1) 由抗剪强度包线与Mohr圆的关系判断 * 圆位于包线下方，不破坏。 * 圆与包线相切， 切点所代表的平面，处于极限平衡状态，此时圆称为极限应力圆。 * 包线与圆相交（割线） 土已剪切破坏 2) 土的极限平衡条件 由极限应力圆与抗剪强度包线的几何关系，建立以下极限平衡条件 分析已知条件 极限应力圆 剪切破裂角 由作图法得以下几何关系 破裂面由三角函数可以证明：粘性土抗剪极限平衡条件：无粘性土抗剪极限平衡条件: C=0剪切破裂角 ： 极限平衡条件下， 破裂面上的应力与大、小主应力的关系式有六个： 粘性土有两个：无粘性土三个：破裂角 ： 因为土的抗剪强度实际上取决于有效应力， 所以实际破裂角： 3) 利用极限平衡表达式判断土体剪切破坏的条件 根据左图分析土中发生剪切破坏的条件,作极限应力圆—Ⅱ圆 当σ3一定, 土剪切破坏,反之未破坏 当σ1一定, 土剪切破坏,反之未破坏63.4 抗剪强度的测定方法 * 土的抗剪强度指标（C,φ）是土的重要力学性质指标。 * 在工程实际中计算地基承载力、评价地基稳定性、挡土墙设计等均用到土的抗剪强度指标。6..4.1直接剪切试验 1)试验类型： ① 应变控制式： 在一定的法向应力σ条件下，确定试样剪切位移△l（上下盒水平相对位移）与剪应力τ的对应的关系。 ② 应力控制式：　2) 评价 ： 优点：构造简单，操作方便。 缺点：* 剪切破坏面是人为的。 * 剪应力分布不均匀。 * 接触面积有误差。 * 不能严格控制排水条件。6.4.2 三轴压缩试验 1） 试验构造示意图： * 压力室 有机玻璃圆筒 * 轴向加荷系统 * 施加周围压力系统 * 孔隙水压力量测系统 2） 试验步骤： * 备好试样 * 向压力室注水（油）使试样均匀受到水平压力的作用。 * 通过传力杆施加竖向压力，直至剪切破坏。 3） 三轴压缩试验原理： 4） 数据整理并作图 一般取三组数据 第一组 作极限应力圆 工程上有两种作图方法： * 总应力法 * 有效应力法 5） 评价 能严格模拟地基情况控制排水条件 分三种情况： * 不固结不排水（快剪）排水阀门始终关闭 * 固结不排水（固结快剪） * 固结排水（慢剪）排水阀门始终开着 与直剪法比较，应力状态明确，沿土样最薄弱的面剪切破坏。2.3.4.3 无侧限抗压强度试验 1) 装置 如同三轴压缩试验中的特殊情况 2)适用条件饱和软粘土 3) 试验结果分析 * 只能作出一个极限应力圆 * 对于饱和粘性土的快剪，破坏包线近于一条水平线。 * 只能作出一个极限应力圆* 对于饱和粘性土的快剪，破坏包线近于一条水平线。 4) 应用 * 可方便的测得不排水抗剪强度Cu * 用来测定粘性土的灵敏度St2.3.4.4 十字板剪切试验 1)实际意义： 无需取土样 2)适用条件： 饱和软粘土，特别适用于试样在自重作用下不能保持原有形状的软粘土。 3)试验装置 4)实用简化计算公式： 5)评价：构造简单对土扰动小结果较符合实际 。2.3.5 土的抗剪强度指标选择 在土力学有关稳定性的计算分析工作中，抗剪强度指标是其中最重要的计算参数。能否正确选择土的抗剪强度指标，同样是关系到工程设计质量和成败的关键所在。2.3.5.1 粘性土在不同固结和排水条件下的抗剪强度指标 目前，针对工程中可能出现的固结和排水实际情况，采用三种标准实验方法： 1) 固结不排水剪（固结快剪，CU) Consolidated undrained test * 开始打开排水阀门。周围施加σ3，排水固结； * 固结稳定后，即使孔隙水压力在试样剪切破坏前为0； * 关闭排水阀门，在不排水条件下，施加△σ 在含水量保持不变的情况下，使试样剪切破坏。 2)不固结不排水剪（快剪，UU) Unconsolidated undrained test(quick test) * 整个试验过程中始终关闭排水阀门； * 试样的含水量始终保持不变； * 受剪前 剪切过程中 剪破时 3) 固结排水剪（慢剪，CD) Consolidated drained test(slow test) * 整个实验过程中始终打开排水阀门； * 在σ3作用下，充分排水固结即 * 在剪切过程中试样也充分排水固结即 CDUUCU有效应力总应力剪切过程中剪前强度 指标剪破时的应力条件孔隙水压力u的变化2.3.5.2 抗剪强度指标的选择的实际意义 1) 总应力强度指标的三种实验结果一般来讲： 2) 适用范围实验 适 用 范 围 UU 地基为透水性差的饱和粘性土和排水不良，且建筑物施工速度快。常用于施工期的强度与稳定验算。 CU 建筑物竣工后较长时间，突遇荷载增大。如房屋加层、天然土坡上堆载等。 CD 地基的透水性较佳（如砂土等低塑性土）和排水条件良好（如粘土层中夹有砂层），而建筑物施工速度又较慢。

根据这一原理，通常采取加强土体排水措施，促使孔隙水压力消散，以便增大有效应力，达到提高工程稳定性的目的。在岩石力学和地震学中，也有人用这一原理来解释岩石强度的变化和地震前兆。

由于土体是由固体颗粒、孔隙水和空气组成的三相体系，作用在土体上的应力是通过颗粒间的接触和孔隙水来传递的。由颗粒间接触点传递的应力是对土体变形和强度有效的粒间力，称为有效应力为δ"。由孔隙水传递的应力称为孔隙水压力，它仅对土颗粒产生压缩，由于土固体颗粒的压缩模量非常大，工程上忽略不计，故认为不能直接引起土体的变形和强度变化，所以又称为中性应力u。因此，土体在垂直方向所受的总应力δ为有效应力及孔隙水压力之和。这就是有名的有效应力原理：基坑降水工程的环境效应与评价方法普遍的观点认为基坑降水后土层中总应力不变，孔隙水压力值下降，并转化为有效应力增量。依据式（2.6），在原有建筑荷载形成的地基附加应力不变条件下，因基坑降水地下水水位下降引起的有效应力增量Δδ"为基坑降水工程的环境效应与评价方法式中：Δδ——总应力增量（kPa），总应力不变，Δδ为零；Δu——孔隙水压力增量（kPa）；Δhw——水位降深（m）；γw——水的容重（kN/m3）。而实际有效应力增量与孔隙水压力下降值的关系并非通常认为的简单相等关系。在基坑降水过程中，总应力是变化的，即Δδ不一定为零，Δδ是否为零是依据含水地层有无疏干而定。固结沉降的计算主要依据固结理论。在土力学中，把土体在荷载作用下内部含水缓慢渗出，体积逐渐减小的现象，称为土的“固结”，随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。降水引起的固结沉降与集中荷载作用下的地基土固结变形不尽相同，但基本特征是相同的，即固结是由水渗出，土体体积减小产生的。土颗粒压缩性很小，一般都认为是不可压缩的。因此，土体的变形是孔隙流体的流失及气体体积减小、颗粒重新排列、粒间距离缩短、骨架体发生错动的结果。对于饱和的两相土，孔隙水压缩量很小，孔隙水体积的变化主要因为孔隙水的渗出。对于非饱和的三相土，除孔隙水渗出外，土体固结变形还与饱和度变化有很大关系。孔隙水的渗出、孔隙气的渗出、压缩及溶解度的改变等，都会引起饱和度的变化。与孔隙水不同，孔隙气的压缩性不容忽视。由于孔隙体积变化和颗粒重新排列需要有一个时间过程，土体固结变形与时间有关。经典的固结理论主要有太沙基理论和比奥固结理论，具体如下：（1）太沙基固结理论早在1925年，太沙基就建立了单向固结基本微分方程，并获得一定初始条件和边界条件的解析解，这一方程迄今仍被广泛应用。为便于分析和求解，太沙基做了如下假定：① 土是均质的、完全饱和的理想弹性材料；② 土体变形是微小的；③ 土颗粒和孔隙水均不可压缩；④ 孔隙水渗流服从达西定律，渗透系数为常数；⑤ 荷载一次瞬时施加并维持不变，土体承受的总应力不随时间变化；⑥ 土体中只发生竖向压缩变形和竖向孔隙水渗流。对一底部边界为不透水边界，即 ，上覆排水层，厚度为H的压缩层内取厚度为dz的单元土体进行研究。通过联立单元土体的体积压缩量化量等于表面流量之差建立的等式和达西定律：基坑降水工程的环境效应与评价方法式中：εV——体积应变；k——渗透系数；γw——水的密度；u——孔隙水压力。又因设总应力不随时间的变化，弹性土体单向压缩时，竖向正应变与体积应变之间的关系代入式（2.8），得太沙基单向固结基本微方程：基坑降水工程的环境效应与评价方法式中：Cv——固结系数，Cv=k/γwmv=（1+e）k/γwamv——体积压缩系数，mv=a/（1+e）；a——压缩系数；e——孔隙比；结合初始条件和边界条件，用分离变量法解式（2.9），得解析解基坑降水工程的环境效应与评价方法式中： ；Tv——时间因素，Tv=Cvt/H2；u0——初始孔隙水压力。整个压缩层t时刻总压缩量为：基坑降水工程的环境效应与评价方法用类似于一维固结问题中的推导方法，可导出多维固结的基本微分方法。实际上，多维固结问题中，不仅渗流是多方向的，变形也是多方向的，但无论单向还是多向变形，二维固结基本微分方程均可写成：基坑降水工程的环境效应与评价方法三维固结基本微分方程均可写：基坑降水工程的环境效应与评价方法然而，单向压缩时的固结系数与多向压缩时的固结系数不同，在多向压缩固结分析中，采用单向压缩固结系数是不恰当的，将会导致计算固结速率快于实测值。所以太沙基固结理论在一维情况下是较为精确的，而在二维、三维问题上并很不严格。（2）比奥基固结理论比奥早在1941年就从比较严格的固结理论出发，正确地推导了反映孔隙水压力消散与土粒骨架变形相互关系的三维固结理论。他把饱和黏土受力及土体的应力、变形、位移和超静孔隙水压力消散相互制约关系及其时间效应完全结合起来，建立了水土耦合作用模型。比奥理论也有与太沙基固结理论相似的假设，即土是饱和的，线弹性的，变形是微小的，渗流服从达西定律等。结合总应力为有效应力与孔隙压力之和的有效应力原理，且孔隙水不承受剪应力，以土骨架为脱离体，可以建立平衡微分方程。再利用物理方程：{δ}=[D]{ε}可将平衡微分方程式中的应力用应变来表示。比奥假定土骨架是线弹性体，服从广义虎克定律，[D]为弹塑性矩阵，各应力分量可写成：基坑降水工程的环境效应与评价方法其中，G和μ分别为剪切模量和泊松比。在小变形假设前提下，用位移来表示应变，应力应变符号在土力学中习惯以压为正，以拉为负，将几何方程代入物理方程，然后再代入平衡微分方程式，就可得出以位移和孔隙压力表示的平衡微分方程，即：基坑降水工程的环境效应与评价方法式中，▽2为拉普拉斯算子， ，γ为土的天然容重。此外，由达西定律，将通过微小土体x，y，z面上的单位流量分别为用孔隙水压力表示，得流量方程。根据饱和土的连续性，单位时间内单元土体的压缩量应等于单元体表面的流量变化之和，有： 。将流量方程代入，再若土的渗透性各向相同， kx=ky=kz=k，并用位移表示εv，则得：基坑降水工程的环境效应与评价方法这就是以位移和孔隙压力表示的连续性方程。饱和土体任一点的孔隙压力和位移随时间的变化，须同时满足平衡方程式（2.15）和连续性方程（2.16），将两式联立起来，便是比奥固结方程。它是包含四个偏微分方程的微分方程组，也包含4个未知函数μ，wx，wy，wz它们都是坐标x，y，z和时间t的函数。在一定的初始条件和边界条件下，可解出四个函数。对于平面应变问题，比奥固结方程可写为：基坑降水工程的环境效应与评价方法式中： 为体积应变， 为水的容重。要解上述偏微分方程组，在数学上是困难的。对于轴对称和平面应变中某些简单情况，已有人推导出了解析解答，并用以分析固结过程中的一些现象。但是对于一般的土层情况，边界条件稍微复杂一些。随着计算技术的发展，特别是有限单元法的发展，真三维固结理论重现出生命力，并开始用于工程实践。（3）比奥理论与太沙基理论的比较两种理论建立方程所依据的假定基本是一致的，即骨架为线弹性体、变形微小、渗流符合达西定律。但是，有一个原则区别，那就是太沙基理论增加了一个假定，即：在固结过程中法向总应力和Θ=δx+δy+δz不随时间而变。比奥方程推导与太沙基方程稍有不同，但若设法向总应力和不随时间变变化，将会得出与太沙基方程完全一致的形式。可以说太沙基方程是比奥方程在法向总应力之和不随时间而变化的假定下的一种简化。已有研究表明，法向总应力和Θ是在不断变化的，Θ不是常量。用理论推导也可以说明总应力和是变化的。太沙基理论假定Θ不随时间而变是不能满足相容方程的，太沙基固结方程在二维、三维问题中不严格。而对一维问题，Θ=δz外荷不变，则δz不变，Θ不随时间而变，这种情况下太沙基方程则是严格的。由于两种理论在假定上有差别，导致了建立的方程形式不同。太沙基方程中只含孔隙压力一个未知变量，与位移无关；比奥方程则是包含孔隙压力和位移的联立方程组。太沙基方程推导过程中应用了有效应力原理、连续性方程式，对物理方程只用了与体积变形有关的方程式，在做了总应力和不变的假定后就把应力或应变从方程中消去，只剩下孔隙压力一个变量。因此，不需引入几何方程，不需将孔隙压力与位移联系起来，孔隙压力的消散仅仅决定于孔隙压力的初始条件和边界条件，与固结过程中位移的变化无关。而比奥固结理论没有做总应力和为常量的假设，在方程中不能将应力或应变消去，故需完整地引入物理过程，进而引入几何方程，最后把孔隙压力与位移联系起来。这就可以反映固结过程中位移与孔隙压力的相互影响，或者说反映了二者的耦合。实际土体的固结过程中，孔隙压力的变化总是与土的位移分不开的。有些问题中，孤立的分析孔隙压力的变化，不与位移相联系，仅仅带来一定的误差；但有些问题不将两者结合起来就很难给出恰当的分析。比奥理论在解孔隙压力的同时也解出位移的变化，这种位移解答要比太沙基方法间接估算固结沉降更符合实际。建筑地基的沉降包括初始沉降，固结沉降和次固结沉降。太沙基只能近似的计算固结沉降，即由孔隙压力变化推求各时刻固结度，近而求沉降。而比奥方程却同时解出了初始沉降和固结沉降两部分，未包含次固结沉降。此外，比奥方程不仅解出了沉降，还解出了水平位移，而太沙基理论却无法解决，进一步显示了比奥方程的优越性。假定不同，方程不同，两种理论解的孔隙压力结果也不同。薛夫曼（Schffman）等曾对地基为均质半无限平面，表面自由排水，其上作用均布局部荷载的情况，用上述理论作过比较。结果表明：假定总应力是否随时间变化，对孔隙压力消散的影响是明显的。这无疑会也影响到有效应力的增长，影响到固结度，进而影响沉降量的计算结果。

σ=σ′+μ。通过查询太沙基有效应力原理信息得知，Terzaghi从试验中观察到在饱和土体中土的变形及强度与土体中的有效应力σ′密切相关，并建立了有效应力原理：σ=σ′+μ。

【答案】：地下水位下降后，土中孔隙水压力减小，根据有效应力原理知道，土的有效应力(这里为自重应力)增大。此增加量成为土中附加应力，引起土体新的压缩，因此地面产生沉降。

1910年莫尔(MOHR)提出材料的破坏是剪切破坏,当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏,并提出在破坏面上的剪应力`Τ_F` 是该面上法向应力∑ 的函数,即`Τ_F` =F (∑) 　　这个函数在`Τ_F` ～ ∑ 坐标中是一条曲线,称为莫尔包线(或称为抗剪强度包线),莫尔包线表示材料受到不同应力作用达到极限状态时、滑动面上法向应力∑与剪应力`Τ_F`的关系.理论分析和实验都证明,莫尔理论对土比较合适,土的莫尔包线通常近似地用直线代替,该直线方程就是库仑公式.由库伦公式表示莫尔包线的强度理论称为莫尔—库仑强度理论. 2背景编辑 1773年,法国学者库伦(Coulomb)根据砂土的试验结果,提出土的抗剪强度τf在应力变化不大的范围内,可表示为剪切滑动面上法向应力σ的线性函数. τ=σtanφ φ：土的内摩擦角 ,tanφ称作土的内摩擦系数 后来库伦又根据粘性土的试验结果,提出更为普遍的抗剪强度公式: τ=σtanφ+c c：粘性土的内聚力 1936年,太沙基(Terzaghi)提出了有效应力原理.根据有效应力原理,土中总应力等于有效应力与孔隙水压力之和,只有有效应力的变化才会引起强度的变化.因此,土的抗剪强度可表示为剪切破坏面上法向有效应σ"的函数.上述库仑公式应改写为 τ=σ`tanφ`+c` c`、σ`：分别是粘性土的有效内聚力、有效应力,其他参数意义同上. 1910年莫尔(Mohr)提出材料产生剪切破坏时,破坏面上的是该面上法向应力的函数,即 τ=f(σ) 该函数在直角坐标系中是一条曲线,如图1所示,通常称为莫尔包线.土的莫尔包线多数情况下可近似地用直线表示,其表达式就是库伦所表示的直线方程.由库伦公式表示莫尔包线的土体抗剪强度理论称为莫尔—库伦(Mohr—Coulomb)强度理论.[1]

土体产生压缩变形的有效因素，就是有效应力。饱和土体的渗流固结过程，就是土中孔隙水压力消散并逐渐转化为有效应力的过程。

土的自重应力与有效应力，有效自重应力的区别：含义不同，原理不同。在普通分层总和法计算沉降时中是用有效应力。一、含义不同：土的自重应力一般是指土的自身有效重力在土体中引起的应力。也就是说，在一般情况下，平时所说的土的自重应力等于土的有效应力，根据土的自重应力的计算公式以及土的有效应力的计算公式也可以看出。二、原理不同：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。 在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。平行层状岩体自重应力场为便于层状岩体中区域应力场的研究，假定所研究的岩体层面是相互平行的，各个岩层的厚度与区域尺寸相比很小，因此，可将岩体视为等效的均匀、横观各向同性线弹性材料，而各向同性平面就与各岩层层面平行。这种等效材料的 5个独立弹性常数依赖于各个岩层的弹性参数和厚度，详细讨论可见文献。

孔隙水压力：土体中由孔隙水所传递的压力。有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增 长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。

K．太沙基著，徐志英译；《理论土力学》，地质出版社，北京，1960。（K. Terzaghi，Theoretical Soil Mechanics，John Wiley & Sons，New York，1943.）岩石力学、土力学、岩土工程 u25aa岩石 u25aa岩体 u25aa完整岩石 u25aa新鲜岩石 u25aa风化岩石 u25aa蚀变岩石 u25aa结构面 u25aa块状岩体 u25aa层状岩体 u25aa软弱夹层 u25aa切割面 u25aa起伏度 u25aa微裂纹 u25aa裂纹扩展 u25aa裂隙水压力 u25aa膨胀岩石 u25aa岩石质量指标 u25aa流变 u25aa滞后 u25aa弹性后效 u25aa松弛时间 u25aa长期模量 u25aa初始应力 u25aa二次应力场 u25aa岩体扩容 u25aa压屈 u25aa尺度效应 u25aa饼状岩心 u25aa岩石声发射 u25aa凯塞效应 u25aa劈裂试验 u25aa吕荣单位 u25aa岩石分类 u25aa数值模拟 u25aa地质力学模型试验 u25aa破坏准则 u25aa格里菲斯强度理论 u25aa修正的格里菲斯理论 u25aa库仑-纳维强度理论 u25aa离散元法

总应力等于有效应力加上无效应力的矢量和

这个其实是非常容易的，我们知道它的原理，其实是非常简单的，你可以看一下说明书。

均质土的自重应力沿深度呈线性分布； 非均质土的自重应力沿深度呈折线分布； 地下水位下降会引起自重应力的变化，使地基中原地下水位以下部分土的有效自重应力增加，从而造成地表大面积附加下沉; 地下水位上升，使原来位于地下水位以上的土体处于地下水位之下，会使这部分土体压缩量增大，抗剪强度降低，引起附加沉降； 地下水位以上土层采用天然重度，地下水位以下土层采用浮重度。

饱和土体的渗透固结实质就是土中孔隙水压力向有效应力了转化的过程，或者说是孔隙水压力消散与有效应力增长的过程，面且在转移过程中，始终符合有效应力原理，这一转移过程所需的时间为土体达到最终稳定的时间。只有有效应力才能使土的骨架产生压缩，土体中某点有效应力增长的程度反映该点土的固结完成程度。固结过程中，土体密实，抗剪强度也随之增长。

指外压与内压之差外压即围压 内压即孔隙压力——《钻井工程理论与技术》

1.基本原理孔隙承压含水系统由含水层和粘性土组成，天然条件下，深度为h处地层所受的总垂直应力P，等于上覆地层自重压力的总和，即：生态水文地质学式中：γi为土的密度，潜水位以上地层取土的天然密度，潜水位以下地层取土的饱和密度；Mi为土的单层厚，i为第几层，n为层数。地层所受的总垂直应力，一部分由孔隙中的水承受，这部分相当于孔隙水压力（u），任意一点的孔隙水压力等于该点的侧压高度与水的密度之积；另一部分则由土的骨架所承受，称为有效应力（PZ）。这就是著名的太沙基（Terzaghl）有效应力原理。可用下式表示：生态水文地质学也可写为生态水文地质学解决开采地下水引起的地面沉降问题时，可采用太沙基有效应力原理及方程。未开采前孔隙承压含水系统中各地层的水头处于平衡状态，开采后，含水层的水头下降，同时也引起周围地层中的水头下降。水头下降降低了土层中的孔隙水压力，一部分原来由水所承担的上覆地层自重压力转嫁到土的骨架上，引起有效应力增加，使土层压密，产生地面沉降。在这一过程中，由于含水层和粘性土层在成分组成、结构、渗透性等方面存在很大差异，其产生的地面沉降过程及结果也不尽相同。2.承压含水砂层释水压密产生的地面沉降为简化讨论，我们设定比较简单的条件：开采前，承压含水层和潜水含水层的水头相等（均为H1），开采后，承压含水层水头下降了Δh，潜水位保持不变，如图11-1（a）所示。图11-1（b）中，横坐标表示图11-1（a）中各对应点的深度（曹文炳，1983）。天然条件下，含水系统中各地层处于力平衡状态，开采承压水后，含水层的水位下降了Δh，孔隙水压力相应减少了Δu=γwΔh，原来由水所承担的一部分上覆地层自重压力转嫁到砂层的骨架上，有效应力相应增加了ΔPZ，此时新的平衡可用下式表示：生态水文地质学其中：ΔPZ=Δu=γwΔh含水砂层是通过砂粒接触点承受应力，有效应力增加使砂粒排列紧密，孔隙度变小，含水砂层压缩，地面相应沉降。停采后，水位恢复，则孔隙水压力增加，砂层承受的有效应力降低，砂层的颗粒排列恢复，地面出现回弹。开采引起水位下降，由于砂层压密产生地面沉降，当水位恢复后，砂层回弹，沉降消除，故含水砂层释水压密引起的地面沉降是暂时的，具有可恢复性。在水位反复升降的条件下，砂层中颗粒趋于最紧密排列，这部分压密产生的沉降是不可恢复的，但这部分压密量占可恢复量中的比例很小。总的来说，抽水引起的砂层释水压密大部分属于弹性变形，具有可恢复的特点。3.粘性土层释水压密产生的地面沉降未抽水前，含水层及相邻粘性土层的水头处于平衡状态，抽水后，承压含水层的水头降低，粘性土与含水层之间产生水头差，在水力梯度作用下粘性土中的水向含水层释出，由于粘性土渗透性差，孔隙水释出缓慢，渗流开始发生在靠近抽水含水层一侧，滞后的向含水层另一侧发展。分别于t1、t2、t3、t4 时刻，影响到a、b、c、d各点，土中不同时刻的水头分布见图11-1（b）。随着各点的水头降低，孔隙水压力减小，有效应力增加，土体压密，随之产生地面沉降。该模式反映粘性土一侧水位下降，引起粘性土释水压密产生地面沉降的情况。开采孔隙承压含水系统时，粘性土与其相邻含水层之间水头变化条件不同，释水压密状况也不相同。可分为三种类型。第一种类型：粘性土一侧含水层水位下降，而另一侧含水层水位保持不变。这种类型在前面已讨论过。第二种类型：开采前，粘性土两边含水层水头相等，为H1；开采后，两个含水层水位等幅下降了Δh，如图11-2所示。粘性土中的水分别向两侧的抽水含水层释出。这时，粘性土中孔隙水压力降低及土体压密过程，由粘性土层两侧滞后地区向粘性土中心部分扩展，处于双面排水状态，其释水压密速率比第一种类型快。图11-1 开采地下水时土层的单面释水压密图11-2 开采地下水时土层的双面释水压密（混合开采）第三种类型：抽水前，粘性土两边含水层水头不相等；开采后，两个含水层水位等幅下降了Δh2，如图11-3所示。粘性土中的水分别向两侧的抽水含水层释出。孔隙水压力降低及土体压密，由粘性土层两侧滞后地向粘性土中心部分扩展，在水位较低的一侧释水压密量要大一些。从上述粘性土释水压密基本过程可看出：①含水层抽水时，相邻粘性土层释水压密在时间上是滞后的，由近抽水一侧向远侧滞后发生；②粘性土层释水压密状况与两侧含水层水头下降形成的边界条件有关，在粘性土处于双面排水状态下，其释水压密量要比单面释水大；③粘性土释水压密造成的粘性土变形，在微观上体现为粘性土内部结构体之间的相对位移及结构体内部粘土矿物定向排列、旋转、滑移使孔隙度变小，这些变形大部分是不可逆的塑性变形，即使在水位恢复后，土层也不会回弹，所引起的地面沉降是永久的，无法消除。从水资源的角度来看，含水层与粘性土层中释出的水均属于储存资源。含水层在水位恢复后，其释出的水可重新得到补充，属可恢复的储存资源。而从粘性土层中释出的水在水位恢复后，则不能得到补偿，属不可恢复的储存资源，取用这部分水是以地面沉降为代价的。一般来说，开采孔隙承压含水系统中的地下水，不可避免地会引起粘性土层释水压密，而出现地面沉降。采出的水量中，有相当一部分是粘性土中释出的水量，在过量开采条件下，粘性土释水量在开采量中所占的比例很大，同时也表现得相当严重。天津市地质环境监测总站曾对开采量与粘性土释水量之间的关系作过研究，结果表明，在1986年过量开采期间，开采量为9.251×107m3，其中36%为粘性土释水量，相应的地面沉降速率为62mm/a；在控制开采后的1994年，开采量为3.286×107m3，其中粘性土释水量占开采量的14%；年平均地面沉降速率为14mm/a；在粘性土层厚、含水层薄的第三含水组中，粘性土释水量占开采量的比例最高，可达36%～95%。图11-3 开采地下水时土层的双面释水压密（分层开采）

密度有效应力抗剪强度唯一性原理可以解释成随着固结度的提高，饱和土越来越密实，土的抗剪强度逐渐增大，而由于土的密实，其压缩性降低。1、根据查询相关信息显示，抗剪强度的基本概念是土的强度是指一部分土体相对于另一部分土体滑动时的抵抗力，实质上就是土体与土体之间的摩擦力.

有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。 在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增 长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。

在固结过程中，随着孔隙水的排出，孔隙水压力转移到土体颗粒骨架上，当孔隙水压力完全转移到土体颗粒骨架上时，固结完成。总应力不变，遵循有效应力原理。孔隙水压力：土体中由孔隙水所传递的压力。有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增 长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。

一、影响因素分析能够引发地面沉降的因素包括人为因素和自然因素。德州市地面沉降人为因素包括工程因素和开采因素，自然因素为地质构造，而德州地面沉降产生的主要原因是深层地下水的超量开采。1.工程因素主要指由上部高层建筑附加荷载作用引发的地面沉降。该类沉降主要发生在表土层，即潜水面以上的部分，是人类工程活动的主要层次。根据工程勘察资料，区内表土层场地属中软土，Ⅲ类一般建筑场地。据建筑施工单位的测量数据，区内由一般建筑物引起的地面沉降量为2～3mm/a，相对区内每年20～50mm/a的沉降量速率可以忽略，另外对照区内多期墙角水准标石与一般水准标石测量数据，未有明显变化，说明区内工程因素不是区内产生地面沉降的主要原因。2.开采因素深层地下水开采因素对地面沉降的影响主要表现在水位降深和含水层岩性特征。(1)水位的影响区内自20世纪60年代开始开采深层地下水以来，地下水位埋深不断下降，水头不断降低，深层地下水一直处于超采状态。深层地下水降落漏斗中心与地面沉降中心位置一致，均处于国棉厂一带，且漏斗形态和扩展范围也基本相似。漏斗中心水位标高与地面标高随时间的变化曲线也基本相似。两者之间存在高度的相关性(表14-1)，由此我们可判定深层地下水的超量开采是区内地面沉降产生的一个主要因素。(2)取水含水层岩性的影响以沧州和德州地面沉降的对比为例。沧州位于河北省东部，与德州市毗邻，也因长期超量开采深层地下水导致超采漏斗和地面沉降。沧州地面沉降出现于20世纪70年代初，至2001年30年间中心累计沉降量达2236mm，沉降速率100.45mm/a。德州地面沉降研究比较晚，1991～2000年中心累计沉降量为517mm，沉降速率为57mm/a，至2006年15年间中心累计沉降量为992mm，沉降速率为66.1mm/a。3.构造因素该区在大地构造上属于华北地台之辽冀台向斜之鲁西台背斜，是一个新构造运动相对稳定的区域，根据1951～1987年华北地区垂直形变速率图(图14-1)可知，由构造运动引起的地面下沉速率在2～3mm/a之间，因此区域构造及新构造运动不是区内地面沉降的主要因素。表14-1 地面沉降与深层地下水水位相关性分析表图14-1 华北地区垂直形变速率图(1951～1987年)通过两地地质条件对比分析(表14-2)，确定引起两地地面沉降量差异的主要原因是深层地下水开采层的不同，沧州深层地下水主要开采层是第四系含水层，而德州主要开采新近系含水层。由于第四系地层形成时间短，固结系数较第三系大，先期固结压力小，所以在相同开采条件下，其沉降速率要大于德州。二、形成机理分析1.有效应力原理有效应力原理是抽水引起土层压密的基本原理(图14-2)。表14-2 沧州与德州地面沉降相关背景条件对比表图14-2 抽水后有效应力变化图图14-2中，P为土层的总应力，σ为抽水前的有效应力，μw为抽水前的孔隙水压力，抽水前上述诸压力处于平衡状态，即山东省地质环境问题研究抽水后随着水压力降了μf，土层中孔隙水压力随之下降，颗粒间浮托力减小，但由于抽水过程中土层的总压力基本保持不变，故此下降了的μf值即转化为有效应力增值。山东省地质环境问题研究大多数情况下，这种压密可认为是一维的，压密过程一般近似采用Terzaghi一维固结式。2.地面沉降机理分析地面沉降的实质是松散地层的压缩固结或压密，理论和实验均证明:在施加压力等同的情况下，粘性土的压缩变形量较砂性土大的多，且粘性土的压缩变形一般不具有可恢复性，即多属于塑性(永久)变形。在时间上存在滞后作用，也就是在压力取消后长时间内压缩变形仍继续发生。区内300～800m深度内地层结构以粘性土为主，砂性土仅占10%～15%左右。多年来，由于大量开采深层地下水，使地层内产生负压而压缩，从而造成地面沉降。对于抽取地下水引起的地面沉降，根据太沙基有效应力原理，当承压水头降低时，向上作用的水头压力也随之减小，使原土层中的压力平衡遭到破坏，含水层与粘性土层中的孔隙水大量外流，土体中的地下水渗出使其浮托力减小，有效应力增大，粘性土层进一步固结，土颗粒骨架中的孔隙压缩，对砂层而言则使砂层压密，从而引起地面沉降。因此，超量开采地下水造成承压含水层水位大幅度下降是产生地面沉降的外因，具有较大可压缩性的土层则是产生地面沉降的内因。以沉降中心内第三含水层水位标高和地面标高对比图可以看出，两者随时间的变化规律基本形似，水位下降引起地面沉降的产生(图14-3)。图14-3 沉降漏斗中心水位标高与地面标高对比图严格来说，一维固结理论不能直接用来解决因抽水而导致的沉降问题。然而，如果粗略估计，可采用一维固结理论的“太沙基一维固结理论”，根据德州地区工程地质特征，对其进行分层计算。沉降预算旨在反映地下水水位、开采量与地面沉降三者之间的数值关系，地面沉降预测是地下水数值模型和地面沉降量模型两部分的联立。

根据土的有效应力原理可知：在荷载作用下，土体所承受的总应力σ为土的有效应力σ"与孔隙水压力u之和。在确定土体的抗剪强度指标时，若不计孔隙水压力u对抗剪强度的影响，则其抗剪强度规律表达式如下：τf=c+σtanφ式中 c、φ—按总应力求得的总应力强度指标。上式为总应力法。相反，如果考虑孔隙水压力“对抗剪强度的影响，根据有效应力概念，土体内的剪应力仅能由土骨架承担，此时土的抗剪强度可表示为剪切面上法向有效应力的函数，即：τf=c"+σ"tanφ"式中 c"、φ"—合称有效应力抗剪强度指标。上式为有效应力法。总应力法和有效应力法各有其优缺点。总应力法比有效应力法简单，因为试验时不需量测孔隙水压力u，进行稳定分析时也不需考虑u，只需量测出总应力σ即可。但是，对于同一种土，施加相同的总应力，如果试验方法不同，或者说控制的排水条件不同，则所得的强度指标也就不相同。在实际工程中，究竞选取何种方法来求取土体的抗剪强度指标，则应视工程的重要性、测试手段以及土工试验条件等因素来具体选择。一般而言，由于总应力法在应用上的方便性，是目前用得较多的方法，对于那些要求不是很高的建(构)筑物可用该法来求取土的抗剪强度指标。对一些需要精确评价地基强度和稳定性的工程，由于要考虑孔隙水压力存在的影响，此时就必须用有效应力法。

摩擦力

第一节应力作用下的孔隙水压力 　　一、　　目的与意义 　　根据太沙基有效应力原理，在应力的作用下，土体体积变形和抗剪强度的变化，决定于作用在土骨架上的有效应力。然而这一有效应力一般不能直接测定或直接计算，而是通过有效力原理，利用可以测定或可以计算的孔隙水压力来确定的（即σˊ＝σ－μ）。因此，研究应力作用下的孔隙水压力的目的主要是进一步确定土中有效应力，以便进一步研究土的压缩变形和抗剪强度性状。例如下面将讨论的有效应力对抗剪强度的影响，以及有效压力对地基固结和地基稳定性的影响等。这是研究土的应力应变与强度关系中的一个有意义的问题。 　　为此，A．W．斯肯普顿（A．W．Skempton 1954）根据三轴试验的结果，引入了与土的性质有关的孔隙水压力系数A、B，建立了轴对称条件的孔隙水压力方程，并应用于研究土的强度和变形性质。 　　二、轴对称应力条件下的孔隙水压力方程 　　轴对称应力条件下荷载应力增量引起的孔隙水压力可通过三轴剪切试验来研究。图34－1所示为三轴剪切试验试样土单元体受到轴对称应力作用时，孔隙水压力和有效应力的变化过程。图34－1（a）、（b）、（c）和（d）中的三个方块，按顺序分别表示土试样受到的轴对应力增量的作用力Δσ、在试样中产生的孔隙水压力增量Δu和作用于土骨架的有效应力Δσˊ。按试验的步骤，首先对试样施加等向围压力σc，待完全固结，使试样中的孔隙水压力完全消散至Δu＝0，围压力σc全部作用于土骨架成为有效应力σˊc，见图34－1（a），其意图是使试样恢复至原位应力状态，然后，在不排水条件下，施加荷载应力增量，围压力为Δσ3，轴向应力为Δσ1，进行试验。按弹性理论应力叠加原理，把荷载应力增量分解为围压增量Δσ3和轴压增量（Δσ1－Δσ3）两部分，分别见图34－1中（b）、（c）两种情况。在试验时应分别施加，先施加正应力部分，即施加等向围压力Δσ3，见图34－1（b）。此时，由正应力引起的孔隙水压力为Δu3。相应地，由有效应力原理得到作用于试样土骨架的有效应力为Δσˊ3，即 　　Δσˊ3＝Δσ3－Δu3　　　　　　　　　　　　（34－1） 　　然后，继续施加轴向压力增量（Δσ1－Δσ3），即施加剪应力进行剪切，见图34－1（c）。此时，土试样受轴向压力引起的孔隙水压力增量为Δul，相应土试样骨架受到的有效应力为 　　轴向：　　　　　Δσˊ1＝Δσ1－Δu1　　　　　　　　　　　　（34－2） 　　径向：　　　　　　　Δσˊ3＝0－Δu1＝－Δu1　　　　　　　　　　　（34－3） 　　土试样单元体受到轴对称应力增量Δσ1和Δσ3作用剪切时，引起的孔隙水压力增量Δu也可按照应力叠加的原理计算，即为围压增量Δσ3和轴压增量（Δσ1－Δσ3）两者引起的孔隙水压Δu3和Δu1的叠加，故 　　Δu＝Δu1＋Δu3　　　　　　　　　　　　　　（34－4） 　　分别对两孔隙水压力增量Δu1和Δu3进行分析，最后可求得轴对称应力增量Δσ1和Δσ3引起的孔隙水压力Δu。 　　孔隙水压力增量Δu1和Δu3与轴对称应力Δσ1和Δσ3的关系，可通过土骨架和水的应力应变关系来分析求解，也可利用三轴试验结果分析求解。相对而言，后者比较直接而实用，所以下面采用三轴试验结果来分析。 　　 　　三轴试验的结果表明：凡对土试样施加轴对称应力增量（Δσ1和Δσ3）必然引起试样中孔隙水压力的增大（Δu）。孔隙水压力增量Δu与有效应力增量Δσ1和Δσ3两者之间的关系不是直接等同的，而是受土试样的变形性质、固结状态和排水条件等因素的影响而变化。所以孔隙水压力增量Δu是应力增量Δσ1和Δσ3和与土的性质有关的影响参数α的函数，即 　　Δu＝f（Δσ1，Δσ3，α）　　　　　　　　　（34－5） 　　例题1 根据三轴试验的结果，下列叙述正确的是（　　　）。 　　A．凡对土试样施加轴对称应力增量，必然引起试样中孔隙水压力的增大； 　　B．凡对土试样施加轴对称应力增量，必然引起试样中孔隙水压力的减小； 　　C．凡对土试样施加轴对称应力增量，不会引起试样中孔隙水压力的的变化 　　D．引起试样中孔隙水压力的变化，与对土试样施加轴对称应力增量无关；　　　　　答案：A 　　不排水条件下三轴试验中施加围压增量Δσ3和轴压增量（Δσ1－Δσ3）引起的孔隙水压力增量Δu3 和Δu1，按式（34－5）的原理可得到如下关系： 　　

1923年，其它以论文、著作发表日期不科学。http://baike.baidu.com/view/2447595.htm

简述有效应力的原理如下：在固结过程中，随着孔隙水的排出，孔隙水压力转移到土体颗粒骨架上，当孔隙水压力完全转移到土体颗粒骨架上时，固结完成。总应力不变，遵循有效应力原理。孔隙水压力：土体中由孔隙水所传递的压力。有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增 长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。扩展资料：尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程)，只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。

有效应力原理是土力学区别其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中水气承担，但只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。通过孔隙的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化，即：有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。扩展资料太沙基在1923年提出了有效应力原理的基本概念，阐明了粒材料与连续固体材料在应力--应变关系上的重大区别，使土力学成为一门独立学科的重要标志。饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，其间关系总是满足：σ =σ′+μ。土的变形（压缩）与强度的变化都只取决于有效应力的变化。根据这一原理，通常采取加强土体排水措施，促使孔隙水压力消散，以便增大有效应力，达到提高工程稳定性的目的。在岩石力学和地震学中，也有人用这一原理来解释岩石强度的变化和地震前兆。参考资料来源：百度百科——有效应力原理

有效应力原理是土力学区别其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中水气承担，但只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。通过孔隙的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化，即：有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。扩展资料太沙基在1923年提出了有效应力原理的基本概念，阐明了粒材料与连续固体材料在应力--应变关系上的重大区别，使土力学成为一门独立学科的重要标志。饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，其间关系总是满足：σ =σ′+μ。土的变形（压缩）与强度的变化都只取决于有效应力的变化。根据这一原理，通常采取加强土体排水措施，促使孔隙水压力消散，以便增大有效应力，达到提高工程稳定性的目的。在岩石力学和地震学中，也有人用这一原理来解释岩石强度的变化和地震前兆。参考资料来源：百度百科——有效应力原理

Terzaghi从试验中观察到在饱和土体中土的变形及强度与土体中的有效应力σ′密切相关,并建立了有效应力原理:σ =σ′+μ式中:σ为平面上法向总应力, kPa; σ′为平面上有效法向应力, kPa; μ为孔隙水压力, kPa。有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系:当总应力保持不变时,孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。

答案如下：在固结过程中，随着孔隙水的排出，孔隙水压力转移到土体颗粒骨架上，当孔隙水压力完全转移到土体颗粒骨架上时，固结完成。总应力不变，遵循有效应力原理。孔隙水压力：土体中由孔隙水所传递的压力。有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增 长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。扩展资料：尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程)，只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。

有效应力原理是土力学区别其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中水气承担，但只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。通过孔隙的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化，即：有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。扩展资料太沙基在1923年提出了有效应力原理的基本概念，阐明了粒材料与连续固体材料在应力--应变关系上的重大区别，使土力学成为一门独立学科的重要标志。饱和土体内任意平面上受到的总应力可分为有效应力和孔隙水压力两部分，其间关系总是满足：σ =σ′+μ。土的变形（压缩）与强度的变化都只取决于有效应力的变化。根据这一原理，通常采取加强土体排水措施，促使孔隙水压力消散，以便增大有效应力，达到提高工程稳定性的目的。在岩石力学和地震学中，也有人用这一原理来解释岩石强度的变化和地震前兆。参考资料来源：百度百科——有效应力原理

简述有效应力原理以及其模型如下：有效应力原理（principle of effective stress） 这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。这可以通过一个试验理解：比如有两土试样，一个加水超过土表面若干，会发现土样没有压缩；另一个表面放重物，很明显土样被压缩了。尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程),只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担,水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。

有效应力原理如下：这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。这可以通过一个试验理解：比如有两土试样，一个加水超过土表面若干，会发现土样没有压缩。另一个表面放重物，很明显土样被压缩了。尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程（孔隙水压力消散的过程），只有排完水土才压缩稳定。再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，水是没有摩擦力的，只有土粒间的压力（有效应力），产生摩擦力（摩擦力是土抗剪强度的一部分）。根据这一原理，通常采取加强土体排水措施，促使孔隙水压力消散，以便增大有效应力，达到提高工程稳定性的目的。在岩石力学和地震学中，也有人用这一原理来解释岩石强度的变化和地震前兆。

有效应力原理（principle of effective stress） 这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。这可以通过一个试验理解：比如有两土试样，一个加水超过土表面若干，会发现土样没有压缩；另一个表面放重物，很明显土样被压缩了。尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程),只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担,水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。

有效应力原理这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。这可以通过一个试验理解：比如有两土试样，一个加水超过土表面若干，会发现土样没有压缩；另一个表面放重物，很明显土样被压缩了。尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程),只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担,水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。

在固结过程中，随着孔隙水的排出，孔隙水压力转移到土体颗粒骨架上，当孔隙水压力完全转移到土体颗粒骨架上时，固结完成。总应力不变，遵循有效应力原理。孔隙水压力：土体中由孔隙水所传递的压力。有效应力原理：饱和土体的有效应力原理就是土体中的总应力在任一时 刻有效应力和孔隙水压力之和始终应等于饱和土体中的总应力。在渗透固结过程中，伴随着孔隙水压力的逐渐消散，有效应力在逐渐增 长，土的体积也就逐渐减小，强度随之提高。扩展资料：尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程)，只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系：当总应力保持不变时，孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。参考资料来源：百度百科-有效应力原理

有效应力原理（principle of effective stress） 这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。

有效应力原理（principle of effective stress） 这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献

饱和土的有效应力原理：单位面积上的总应力等于有效应力和孔隙水压力之和。但压力不变时，土体中孔隙水压力的增减，势必导致有效应力的增减，从而影响土体的变形和强化变化。有效应力原理（principle of effective stress） 这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。这可以通过一个试验理解：比如有两土试样，一个加水超过土表面若干，会发现土样没有压缩；另一个表面放重物，很明显土样被压缩了。尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程),只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担,水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)。