《土力学与基础工程》课程授课教案（讲义）第三章 土中应力计算 3.4 有效应力原理

§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