地基基础课件：土的有效应力原理

有效应力原理的基本概念
饱和土是由固体颗粒骨架和充 满 其间的水组成的两相体。受 外力 后，总应力分为两部分承
担由：土骨架承担，并通过颗粒之间
的接触面进行应力的传递，称 为 粒间应力。
由孔隙水来承担，通过连通的孔
隙水传递，称为孔隙水压力。孔 隙水不能承担剪应力，但能承 受 法向应力。
外荷载 总应力
孔隙流体
三相体系
土＝ 固体颗粒骨架 + 孔隙水 + 孔隙气体
受外荷载作用 总应力由土骨架和孔隙流体共同承受 对所受总应力，骨架和孔隙流体如何分担？ 它们如何传递和相互转化？ 它们对土的变形和强度有何影响？
总应力
有效应力原理 K. V.Terzaghi(1923)
土力学从一般固体力学中分离出 来，成为一门独立的分支学科。
地基基础
土的压缩性与地基沉降计算
内容
1. 土的压缩性 2. 土的有效应力原理 3. 地基土的应力分布
土层自重应力 基底压力(接触压力和附加压力) 地基附加应力
4. 地基最终沉降量计算 5. 地基变形与时间的关系(了解)
1998年 九江大堤决口
“豆腐渣”工程 “王╳ ╳”工程
2000年 30公里 双钟圩堤身滑坡
PS
PSV
土骨架承担 土骨架传递
有效应力σ’
Aw 1 A
'u
已知或易知 测定或计算
PS
分析：wk.baidu.com
As很小，第2项中As/A可略去不计； 但第1项不能略去； 局限性，如煤层。
通常, 总应力已知或易知 'u
孔隙水压测定或算定 （2）土的变形与强度都只取决于有效应力
有效应力
非饱和土的有效应力公式还处于探索阶段！ 代表人物有：陈正汉，中国人民解放军后勤工程学院
贡 献，并且水不能承受剪应力，因而
变 形及强度。
孔隙 水压力对土的强度没有直接的影
响；
它在各个方向相等，只能使土颗粒本身
受到等向压力，由于颗粒本身压缩模量
很大，故土粒本身压缩变形极小。因而
孔隙水压力对变形也没有直接的影响，
土体不会因为受到水压力的作用而变得
密实。
附加应力情况
外荷载
附加应力z 土骨架＋孔隙水
土骨架 有效应力
孔隙水 孔隙压力u
超静孔隙 水压力
有效应力原理的基本概念
饱和土体所承受的总应力σ为有效应力σ’与孔隙水压力u之和
A
饱和土中的应力形态
a-a断面通过土
颗粒的接触点
A： 土单元的断面积
As： 颗粒接触点的面积 A AS Aw
Aw：孔隙水的断面积
a
u：孔隙
a
a-a断面竖向力平衡：
水压力
A s As uAw
s As Aw u AA
《九江大堤今年又见“豆腐渣”》
《解放军报》 2000年08月14日
“豆腐脑”
需要的土力学知识： 有效应力原理 渗流固结理论 土的强度理论
《羊城晚报》2000年07月31日
有效应力原理的基本概念
土体是由固体颗粒骨架、孔隙流体（水和气）三相构成的碎散 材 料，受外力作用后，总应力由土骨架和孔隙流体共同承受
'u
①变形的原因 颗粒间克服摩擦相对滑移、滚动—与 σ’ 有
关；
结论： 孔隙水压力在各个方向
接触点处应力过大而破碎—与 σ’ 有关。
上 的大小相等；
②强度的成因
有效应力作用使孔隙体
凝聚力和摩擦—与σ’ 有关
积 发生改变,土体发生压缩
③孔隙水压力的作用 对土颗粒间摩擦、土粒的破碎没有
； 有效应力控制了土体的