§3.4有效应力原理 土的有效应力原理是士力学理论中最重要的概念之一,无论是研究土的强度 或变形,有效应力的概念是贯穿始终的。由于土是一种三相材料,其性质与连续 固体材料有着显著的不同。可以说有效应力原理的提出和应用阐明了碎散颗粒材 料与连续固体材料在应力关系上的重大区别,是使土力学成为一门独立学科的重 要标志。 饱和土是由周体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体,受外力后由 两种应力形式承担: {粒间应力:士骨架承担,由颗粒之间的接触传递 孔隙水压力:孔隙水承担,由连通的孔隙水传递 孔隙水压力包括两类: 「静孔隙水压力:静水条件和稳定渗流条件这两种情况都是水位不随时间发 生变化。 (超静孔隙水压力:由外荷载引起的超静孔隙水压力随时间发生变化。 有效应力原理要点 1.饱和土 太沙基首次将有效应力原理内容归纳为两点 ()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,其间关系满足 0=g+l 式中:σ:作用在土中任意面上的总应力(自重应力与附加应): σ:有效应力,作用于同一平面的土骨架上,也称粒间力: :作用于同一平面的孔隙水上,性质与普通静水压力相同 (②)土的变形(压缩)与强度的变化都取决于有效应力的变化 孔隙水压力本身并不能使士发生变形和强度的变化: 「a.水压各向相等,不会使土颗粒发生移动,导致孔隙体积变化: .水除了使土颗粒受到浮力外,只能使土颗粒本身产生压缩,而固体颗粒的 压缩模量E很大,本身的压缩可以忽略: (c.水不能承受剪力,因此,孔隙水压力的变化也不会引起土的抗剪强度的变 化。(有关土的抗剪强度将在第五章阐述) 结论:总应力。保持不变时,孔压u发生变化将直接引起有效应力σ发生变化, 从而使土的体积和强度发生变化
§3.4 有效应力原理 土的有效应力原理是土力学理论中最重要的概念之一,无论是研究土的强度 或变形,有效应力的概念是贯穿始终的。由于土是一种三相材料,其性质与连续 固体材料有着显著的不同。可以说有效应力原理的提出和应用阐明了碎散颗粒材 料与连续固体材料在应力关系上的重大区别,是使土力学成为一门独立学科的重 要标志。 饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体,受外力后由 两种应力形式承担: 粒间应力:土骨架承担,由颗粒之间的接触传递 孔隙水压力:孔隙水承担,由连通的孔隙水传递 孔隙水压力包括两类: 静孔隙水压力:静水条件和稳定渗流条件这两种情况都是水位不随时间发 生变化。 超静孔隙水压力:由外荷载引起的超静孔隙水压力随时间发生变化。 有效应力原理要点: 1.饱和土 太沙基首次将有效应力原理内容归纳为两点: (1)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,其间关系满足: 式中::作用在土中任意面上的总应力(自重应力与附加应力); :有效应力,作用于同一平面的土骨架上,也称粒间力; u:作用于同一平面的孔隙水上,性质与普通静水压力相同 (2)土的变形(压缩)与强度的变化都取决于有效应力的变化 孔隙水压力本身并不能使土发生变形和强度的变化: a.水压各向相等,不会使土颗粒发生移动,导致孔隙体积变化; b.水除了使土颗粒受到浮力外,只能使土颗粒本身产生压缩,而固体颗粒的 压缩模量 E 很大,本身的压缩可以忽略; c.水不能承受剪力,因此,孔隙水压力的变化也不会引起土的抗剪强度的变 化。(有关土的抗剪强度将在第五章阐述) 结论:总应力 保持不变时,孔压 u 发生变化将直接引起有效应力 发生变化, 从而使土的体积和强度发生变化。 = +u ,
1.毛细水上升时土中有效自重应力的计算 h,+yh+一一 图328毛细水上升时士中总应力,孔腺水压力及有效应力计算 2.土中水渗流时(一维渗流)有效应力计算
1. 毛细水上升时土中有效自重应力的计算 2. 土中水渗流时(一维渗流)有效应力计算