总应力

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总应力

总应力，有效应力1.前者是指受荷后土中某点的总应力变化的轨迹，它与加荷条件有关，而与土质和土的排水条件无关后者则指在已知的总应力条件下，土中某点有效应力变化的轨迹，它不仅与加荷条件有关，而且也与土体排水条件及土的初始状态、初始固结条件及土类等土质条件有关。

2.根据Terzaghi饱和土固结理论，土的总应力=超静孔压+有效应力.土体在荷载作用下超静孔压随时间发生变化，因此某点的应力状态也会发生变化.当用应力路径来表示时，总应力路径指在p-q平面上点的变化轨迹(三轴实验中，p=(σ1+σ3)/2，q=(σ1-σ3)/2，都是总应力).有效应力路径(三轴实验中，p“=(σ1“+σ3“)/2，q“=(σ1“-σ3“)/2)，都是有效应力.至于如何区分两者，在应力路径中，总应力路径是条直线，有效应力路径是条曲线，其变化性状因土的固结状态(超固结、正常固结以及欠固结)不同而各异.3.利用应力圆上的顶点作为特征点，各应力变化的一系列圆就有一系列特征点的连线。

其特征点坐标为p=(σ1+σ3)/2，q=(σ1-σ3)/2。

这是总应力。

有效应力就是减去孔隙水压力即可。

目前国内检测内摩擦角和粘聚力都是通过快剪试验，这种试验不考虑排水，测得的是总应力下的内摩擦角。

而一般计算程序也都是利用这种内摩擦角来计算，这样一来，如果放在水下，总应力会发生变化。

而国外比较新的设计理论是采用有效内摩擦角，其值不受水的影响。

建议选用固结快剪70%临时性工程建议用固结快剪峰均值（重要性工程取最小平均值），永久性工程建议取固结快剪峰的粘聚力50％、内摩擦角减小2度。

但应根据当地经验确定为主。

水下粘聚力,水下内摩擦角怎么确定?1、水下内摩擦角为10度时，水上就为10+3，即加上3度。

2、水上粘聚力为10Kpa时，水上就为10+5Kpa，即加上5Kpa。

以上两条参数主要用于水工大坝的填土计算，对于基坑而言，可以适当减小，即水上内摩擦角+2度，水下粘聚力+1~3Kpa。

三轴试验原理与技术书中的第五节总应力与有效应力

1.92
13.0 15.5 8.5
漂砾粘土
10
9.5
2.08
9.5 10.5 8.5
漂砾粘土
19
10.7
2.02
10.7 12.4 26.0
残积粘土
20
27.5
1.51
27.5 31.5 20.0
残积粘土
44
23.0
1.57
23.0 25.0
注
试样直径为 100mm，高 200mm，以标准击实功能击实。
A A u(1 a) A
或
u( 1 a )
(1-16)
接触面积 a 难以测定，不过其值很小，可以忽略不计，故式(1-16)可以写成：
u
以式(1-14)、式(1-15)代入式(1-17)，得：
(1-17)
h2 ( w ) h2
u hw w (h1 h2 ) w
1
(1-14)
h1
hw h2 2 a a ( a) 3 3 b b b b 6 5 4
· A
· A
· A
( b)
· A
(c)
图 1-17 沉积土内的应力 (a) 沉积土层；(b)完全饱和；(c)部分饱和 1— 水位；2—土体单元；3—土颗粒； 4—孔隙水；5—孔隙气；6—孔隙水
A f 值。
6
三轴试验原理与应用技术
表 1-7
孔隙压力系数 B 和 A f （不排水剪测得）
孔隙压力系数
粘粒含量土类 <0.002mm (%)
最优含水率 w (%)
最大干密度
试验时含水率 w (%) 6.8
孔隙压力系数 B 0.06 0.26 0.90 0.02 0.23 0.46 0.04 0.26 0.54 0.03 0.27 0.69 0.05 0.05 0.14 0.03 0.16 0.36

有限元计算结果的应力分类

换算后的名义应力有自限性
（2）造成自限性的根本原因是变形协调条件
进入塑性阶段后变形成主要控制参数
要从变形的角度才能正确理解二次应力和自限性
4
一、引言
（1）误解：理想塑性材料中应力值不超过屈服限一次应力也不超过；是材料特性而非自限性
（2）误解：机械载荷引起的应力是随着载荷而增加的，没有自限性，都是一次应力
“导致疲劳裂纹”是有自限性的循环塑性失效模式
二次应力－安定；峰值应力－疲劳
丧失安定后才有疲劳破坏
9
二、峰值应力
自限性：是自平衡力系局部性：不超过壁厚的 1/4
10
二、峰值应力
承压部件：校核线一般沿壁厚方向，热点例外一般情况：校核线应沿峰值应力衰减的方向
查看中面云纹图
开孔
裂纹
11
二、峰值应力
ui
uO
uC
2z t
;
vi
vO
vC
2z t
;
31
四、一次结构法
● 一次结构法的实施步骤
（3）对解除约束后的新结构进行有限元分析出现3种情况：
i）有限元分析无法进行
成可动机构
P
是基本约束不能解除
修改设计方案
P
32
四、一次结构法
● 一次结构法的实施步骤 ii）新结构的最大应力强度小于原结构解除的是不利约束，消失的是二次应力解除合理，继续找其他二次应力注意：新结构的最大应力位移转移了 iii）新结构的最大应力强度大于原结构解除的是有利约束保留有利约束，消失的可作一次应力
28
四、一次结构法
● 一次结构法的实施步骤（1）确定薄膜加弯曲应力最大值及其位置
若大于S I V （P+Q），继续找峰值应力找不到，修改设计方案

有效应力和总应力的莫尔圆的区别

有效应力和总应力的莫尔圆的区别
在土力学中，有效应力和总应力是两个重要的概念。

它们可以通过莫尔圆来进行表示，但是它们的莫尔圆是不同的。

总应力是指施加在一个物体表面上的全部力量，包括重力、地震力、风力等等。

而有效应力是指实际参与土体变形和破坏的应力。

例如，水在土体中的存在会降低土体的有效应力，因为水的压力会和土颗粒之间的压力抵消。

莫尔圆是一种用于表示土体中应力状态的图形。

在莫尔圆中，横轴表示剪切应力，纵轴表示正应力。

总应力的莫尔圆是一个圆形，而有效应力的莫尔圆是一个偏离圆形的椭圆形。

在实际应用中，有效应力比总应力更重要。

因为土体的变形和破坏取决于有效应力，而不是总应力。

因此，对于土力学的研究和实践，有效应力的莫尔圆是不可或缺的。

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圆弧滑动法中总应力法和有效应力法适用性辨析

圆弧滑动法中总应力法和有效应力法适用性辨析沈扬;张朋举;闫俊【摘要】针对地下水条件下圆弧滑动法中总应力法和有效应力法2种计算方法的假定,指出总应力法是从土条整体极限平衡角度分析的直观方法,但仅考虑了滑弧面上的水压力,在不考虑土条侧向作用力的瑞典条分法中使得安全系数计算值显著降低,需采用修正的总应力法公式；而有效应力法是以浮力形式综合考虑土条各侧面(含滑动面)上水压力的隐性方法,虽不完全符合瑞典条分法不考虑土条侧向作用力的假设,但能较总应力法更便捷和准确地得到安全系数,且在此基础上用流网法分析渗流力对土坡稳定影响更为合理.而在考虑条间力的毕肖普法中,考虑土坡顶面水压力抗滑力矩的总应力法和考虑土条浮力的有效应力法在数值计算上完全等价,静水条件下有效应力法计算较为便捷,而有渗流作用时,则是总应力法更加方便.%Through analysis of assumptions of the total stress method and effective stress method, it is shown that the total stress method is an intuitive method on the basis of soil slice limit equilibrium. The water pressure on the slide surface is taken into account, and the lateral forces of slices are ignored in the Swedish slice method. Therefore, the calculated safety factor decreases significantly, and the formula should be modified. In the effective stress method, the water pressure on each side (including the slide surface) is considered implicitly as buoyancy. Though it does not exactly match the fundamental assumptions of the Swedish slice method, compared with the total stress method, the effective stress method is more precise and convenient for obtaining safety factor, based on which the analysis results of the effect of seepage forces on slope stability is more reasonable withthe flow-net method. When it comes to the Bishop s method which considers the lateral forces of slices, the effective stress method and total stress method are totally equivalent in numerical calculation. Nevertheless, the effective stress method is more convenient in the hydrostatic condition, and the total stress method is more convenient in the seepage condition.【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(039)005【总页数】6页(P517-522)【关键词】圆弧滑动法;总应力法;有效应力法;瑞典条分法;毕肖普法;水压力;浮力【作者】沈扬;张朋举;闫俊【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TU432圆弧滑动法是最常用的边坡稳定极限分析方法,因其方法简单,通过极限平衡法就能直接得出安全系数,且在确定强度指标及选取合适的安全系数方面积累了不少经验,由此被工程界广泛选用[1-2].而其在考虑静水和渗流条件时有总应力法和有效应力法2种计算方法.图1为1个静水条件下的土坡及切取的全部浸没于水中的单一土条i受力情况分析.总应力法下,土坡安全系数表达式为式中:c′i,φ′i——土条i的有效黏聚力和内摩擦角;αi,li,l′i,Wi——土条i的底部坡角、底部长度、顶部长度、土条质量(水面以下取饱和质量);ui up,ui down——土条 i的上、下面中点处的孔隙水压力绝对值(即不存在超孔隙水压力与静孔隙水压力之分,下文所涉及渗流情况亦同);M top——浸没在水中部分各土条的坡面孔隙水压力对O点形成的合力矩.大多数文献出现的公式一般没有上部水压力 ui up和M top,但浸没在水中的土条上表面所受的水压力显然应该考虑.式(1)可以清楚地表明,只要土条完全浸没在水中,安全系数不会随土条所处深度的不同而变化.而有效应力法较多采用式(2)表示.式(2)的特点是将土体的饱和重力密度改为有效重力密度,其本质反映了土体所受浮力对土坡稳定的影响[3].也有一些教材或文献中提出采用土条底部水压沿竖直方向的分力来表示浮力影响(式(3)).从力学构成上说,静水时式(2)与式(3)等价,但在渗流条件下式(2)不能与式(3)通用.图1 静水条件下的土坡及土条受力情况示意图Fig.1 Sketch of earth slope sub jected to hydrostatic p ressure and forces acting on slice式中:——土条 i的饱和重力密度、有效重力密度、水的重力密度——土条 i的宽度、高度.工程计算普遍发现,总应力法公式在瑞典条分法中有更小的安全系数,使结果偏于保守,但很少有著作对此进行深入说明.而目前一些规范在使用瑞典条分法时,更倾向于采用本文所说的总应力法,如文献[4-5](在此需要说明,文献[5]或其他规范中稳定计算方法中所谓根据不同工况采用的有效应力法与总应力法与本文的概念不同,规范中是以强度指标为依据划分的,而本文是根据受力分析对象划分的,即以整个土条为研究对象就是总应力法,以土条中的土粒为对象就是有效应力法,所以目前各规范中真正用到瑞典条分有效应力法的很少).为了辨析这一基本而又重要的物理概念,为工程实际服务,本文以力学中最基本的静力平衡法入手来说明总应力法和有效应力法这2种方法的适用性问题.1 瑞典条分法中的有效应力法与总应力法之比较1.1 总应力法求解静水问题力学平衡剖析图1(a)是一部分浸没在水中的土坡,从浸没在水中的土坡切出一土条,若不考虑土条侧面的土压力,而仅考虑左、右侧水压力,则土条各面上所受静水压力及滑动面上有效压力Ni和抗滑力Ti如图1(b)所示,由以滑弧圆心取矩的力矩平衡,得到土条安全系数为式中:ui left,ui right为土条左、右侧面1/2高度处的孔隙水压力绝对值,ui left,ui right与hi相乘即为土条左右侧面水压力合力.对瑞典条分法而言,不考虑条间力(即图1(b)中左右两侧的水压力也不予考虑),故式(4)将简化为式(1)形式.对比式(4)和式(1),无疑ui left-ui right＞0,因此式(1)要比式(4)求得的安全系数小.而如果不考虑坡顶面的M top,求得的安全系数更小.上述的推论方法是以整个土条为研究对象的,水压力作用于土条整体,没有区分土条中的水和土颗粒,故称此法为土条分析中的总应力法.应该说,总应力法符合瑞典条分法的基本假设,在假设的前提下是合理的,且目前应用较广,如文献[4-5].但由于忽略了土条侧面水压力的作用,故式(1)得到的安全系数误差较大.1.2 有效应力法求解静水问题力学平衡剖析由图1(b)可见,式(1)较式(4)的差别即为忽略了土条侧面的水压力.而在静水情况下,土条4个面水压力的合力就是土条所受的浮力,此时若用浮力来表述,就可一并计算4个面上的水压力.水压力的合力即浮力的方向向上,大小等于土条体积乘以γw,如此就得到式(2)表述的安全系数表达式.而根据压力特征,图1(b)所示土条上、下面中点M,N处之静水压力差ui down-ui up=γw hi,因此可将式(2)改写为式(3)的形式,而这样的转化过程表明,式(3)中的孔压并没有真正反映该点孔压作用的方向,只是一个相对数值.由于该法是从土颗粒所受浮力的角度来分析,公式中出现了有效重力密度的表达方式,因此将这种方法称为有效应力分析法.从式(2)、式(3)可见,竖直向上的浮力不仅会减少法向有效压力,进而减少抗滑摩阻力的发挥,同时它也能投影到滑动面的切向上,作为一个抗滑力,使得整体的滑动力下降.因此不能认为浮力对土条滑动总是起不利作用.所以,比较静水条件下的总应力法和有效应力法,有效应力法考虑了土条4面水压力的作用,所得安全系数更贴近实际.而以总应力法得出的安全系数由于只考虑土条上、下面的水压力,更偏离实际值,且较之有效应力法得到更小的安全系数.在图1(b)的土条分析中,左、右侧水平向水压力合力向左(且不是无黏性土,即使在各土条叠加中也不会抵消),其映射在滑动面上的法向分力方向向下,增加了有效压力进而提高了摩阻力,而合力的切向分力又与滑动方向相反,因而增加了抗滑力.相应可推得,土条侧向水压力的合力是增加抗滑安全系数的,因此未考虑侧向水压力的总应力法表达式(1)计算的安全系数明显低于有效应力法表达式(2)计算的安全系数.由以上分析可见,在静水条件下,采用有效应力法进行瑞典条分法的土坡稳定分析更为合理,也可对总应力法进行修正,直接表示为式(4)的形式,但在静水时,仍没有有效应力法运用便捷、直接.1.3 渗流问题中2种方法的进一步探讨总应力法中,按原始瑞典条分法的假设,不考虑土条的侧向作用力,则采用式(1),渗流力只能从土条上、下面的水压力与静水情况下压力的改变来反映,侧向水压力的改变依然无法考虑.因此在有渗流时,虽然侧向水压力合力向左,式(1)却无法体现其对土坡稳定的不利作用,从而高估安全系数计算值.现有的堤防工程设计规范[4]所采用的方法就存在这一问题,且其对土条所受静水压力的简化也不尽如人意.用总应力法的修正式(4)虽能考虑侧向水压力的影响,但由于渗流时土条侧向水压力沿深度不一定线性分布,且土条长度hi较长,故无法如静水条件下取土条侧中点位置的压力来计算水压力合力,而需借助流网,计算流网各网格的水压力,从而叠加出侧向的水压力(该法类似有效应力法的流网法,但有效应力法的流网法是以颗粒为对象,通过流网计算渗流力,而总应力法是以土体为对象,借助流网来计算土条侧边水压力).因此式(4)应改写为式(5)的形式:式中:Ui up,Ui down,Ui left,Ui right为土条上、下、左、右各面根据流网计算得到的水压力合力,如图2(b)所示.如果选用有效应力法,土颗粒在渗流情况下将受到渗流力和浮力2个力的作用,故可采用有效重力密度,将浮力部分先行分离,而所受渗流力部分,则可由流网法计算.因此可在式(2)的基础上将此时的安全系数修正为式(6)形式图2 渗流条件下的土坡及土条受力情况示意图Fig.2 Sketch of earth slope sub jected to steady seepage and forces acting on slice式中:τJili为将通过流网测定的渗流力再折算到滑动面上作为等效增加滑动力的表述式.但对有效应力法计算渗流问题,笔者认为采用基于式(3)这样的压差变式要慎重.这是因为在渗流问题中,ui up和ui down的水头压差不仅是水位高低原因造成的,而且是渗流引起的,如果采用这个压差,则将在含有浮力因素以外,又计入渗流的影响,而流网法已经单独考虑了渗流力,两者叠加考虑就会出现渗流力影响的重复计入,从而造成安全系数计算偏小,且难以估计偏差程度.1.4 全局理解水对黏性土坡稳定的不利作用一些工程人员总认为水对土坡稳定是不利的,笔者以有效应力法求解渗流条件下的土坡安全系数为例,定性地分析水对土坡稳定的不利因素,以及是否存在有利的一面,特别就本文提到浮力对于土坡稳定的贡献问题予以说明.无疑渗流力是水带给土坡不稳定性的最大因素,而强度参数在水中的软化[6]是水增加土坡不稳定性的次要因素.而水本身只产生浮力和渗流力,因此浮力对土坡是否也是一个不稳定因素,是需要关注的重点.关于这一问题,笔者认为首先与土坡构形有关.对于无黏性土土坡,一般假设其为平面滑动[7],分析时,都认为静水条件下,若不考虑强度指标的减弱,饱水与干土坡的安全系数一致,即浮力对土坡安全性没有影响.而对于黏性土坡,由于一般假设为圆弧滑动[8-9],则每一土条与水平面的倾角不同,因此相邻土条水压力沿土条滑面方向的作用力不能抵消,故计算安全系数时每一土条中的水压力都必须分别考虑.在此前提下,从静水条件下的式(2)来看,由于浮力存在,在法向上的确减少了有效压应力,从而减少了可以发挥的摩擦力,但同时又由于浮力在切向方向的分力与滑动方向相反,因此也增加了切向的抗滑力.因此从浮力角度,不能绝对认为水位增加就降低了安全系数.进一步从浸水时的土条安全系数表达式分析,若考虑最一般条件,即土条部分浸没,则将单一土条的安全系数表达式(2)改写为式中:h1i——土条未浸没部分高度:h2i——土条浸没部分高度.由于土体天然重力密度大于有效重力密度,浸水后导致重力密度下降数值提高,安全系数反而相应增加.可见单从浮力角度而言,静水条件下,安全系数并非绝对下降,关键看浸水引起黏聚力c′i和内摩擦角φ′i下降是否比重力密度下降程度更明显.从式(7)可见,对无黏性土,c′i=0,则安全系数退化为F s=tanφ′i/tanθi,表明无黏性土无论滑面形式如何,安全系数都与静水条件下的水位无关(假设静水对摩擦系数没有影响),若滑面不是圆弧而是平面,则安全系数更退化为一个只与摩擦系数和坡角有关的常数了.1.5 瑞典条分法下土坡稳定分析的简单总结通过本文分析可知,在瑞典条分法中,可采用有效应力法和总应力法2种方法,但从误差程度以及便捷角度分析,静水条件下建议采用有效应力法的计算式(2)或式(3),而在渗流条件下建议采用修正的总应力法式(5)或有效应力法式(6).需说明的是,有效应力法虽然反映了条间水压力的作用,但只是一种综合的隐性表达,也未能考虑条间土压力的影响,故仍广义归属于瑞典条分法范畴.2 毕肖普法中的有效应力法与总应力法之比较2.1 毕肖普条分法较之瑞典条分法的优势分析一般认为毕肖普法较之瑞典条分法在稳定性分析时更具优势,毕肖普法考虑了水平条间力,但其考虑问题的方式更为巧妙.图3表示2个相邻的土条,其中Xi+1与 Ei+1为切向与法向条间力,αi与αi+1为2个土条滑面与水平面的夹角.由于滑动面为曲面,相邻2个土条滑面与水平面的夹角并非常数,造成土条接触面上一对相互作用力.当该对相互作用力分到各自滑动面上时,对滑动面所起的作用分力不同,进而在使用安全系数整体叠加分析求和时,相邻土条的侧向力在累积时不能抵消[10].如仍沿袭瑞典条分法的解题思路,从力的平衡角度直接分析问题,势必增加包括竖向、水平条间力以及力的作用点在内的6个未知数,难以建立足够的方程予以求解.而毕肖普法较好地克服了这一难题.其基本思想为,既然力平衡法中相邻土条分力不能抵消,则改为力矩平衡思路,整个滑动土体对滑弧圆心求力矩平衡,此时相邻土条的一对侧向力对滑弧圆心的力矩正好可以抵消.因此,所谓的“考虑条间力”,实际操作中因为土条间的两两叠加而消去了水平力,只剩下条间的竖向力.故对毕肖普法的严格描述应该是合理隐藏了水平向作用力,计算或忽略(对简化毕肖普法而言)竖向作用力的圆弧条分法.同时由于土条间作用力矩的两两抵消,又可隐去条间力,土条上只留有重力、滑动面上的抗滑摩阻力以及土条顶面上的水压力构建力矩平衡,其中,抗滑摩阻力需用滑面有效压力N′求解.而N′是通过土条在竖直方向上建立平衡方程计算得到(表示为竖向条间力,重力,土条上、下面水压力向上合力的函数),从而再次避开水平力(也可以建立水平平衡方程,但要考虑水平力,而对水平力的忽略显然没有竖向力忽略的误差范围小).因此毕肖普法安全系数公式为图3 毕肖普法中相邻土条受力情况示意图Fig.3 Sketch of forces on interface between tw o neighboring slices in Bishop's method其中式中,Xi+1,Xi为土条i两侧所受切向力.2.2 毕肖普法中静水条件下总应力和有效应力法求解安全系数差异分析式(8)出现的(ui down-ui up)bi与式(3)中(ui down-ui up)bi含义不同.如前所述,N 的求解是通过竖向力平衡,毕肖普法中(-ui up)bi就是垂直作用滑面的孔隙水压力在竖直方向上的分力,并非瑞典条分法中土条4个面所受水压力的合力(浮力).因此式(8)所表示的就是总应力法的土坡稳定分析得到的安全系数.同时,对比瑞典条分法中的式(1),式(8)并未忽略土条的水平向作用力(包括水压力和土压力,只是通过力矩平衡两两抵消),因此求得的安全系数更加准确.而从有效应力法来看,水对土条作用力的合力即浮力必然向上,也能建立与Ni在竖直方向上的平衡,而此时合力矩的平衡将包括土条饱和重力、土条所受浮力以及滑动面上抗滑力三者产生力矩的合力矩,再根据Ni=Ni=(+ΔXi-F浮-)/mi以及F浮=γw hibi,可得到有效应力法下的毕肖普法安全系数表达式为而本文所述,ui down-ui up=γi w hi.式(8)和式(9)比较:前者巧妙利用了滑面上孔压作用力过滑弧圆心而不产生力矩的思路,但保留了土条顶面水压力所产生的力矩;而后者则根据浮力的思想,综合考虑土条各面上的水压力合力作用,虽每一土条水压力合力均产生一个力矩,但计算并不繁琐,也不用单独测算土条顶面上的水压力,因此2种分析方法出发思路不同,但计算结果上应该是等价的,且显然有效应力法求解更为便利.而一般的文献中,没有考虑M top,提出的公式为无疑较之式(8),式(10)计算的安全系数明显偏小,也不会和有效应力法的安全系数式(9)等价.2.3 毕肖普法中渗流条件下总应力和有效应力法求解应用分析在渗流情况下,总应力法仍沿用式(8)不变,且由于该式并不需要水平力不存在的假设前提,因此式(8)在渗流条件下亦是精确解.而对有效应力法而言,若将浮力和渗流力分别考虑,需在式(9)利用土体的有效重力密度考虑浮力影响的基础上,再用流网法计算渗流力.总应力法和有效应力法计算得到的安全系数应完全一致,但计算过程总应力法明显便捷.即任何的滑弧分析法,只要考虑了条间力,特别是考虑了条间水平力的情况,总应力法与有效应力法在计算土坡安全系数值上是基本等价的,而总应力法在计算便捷程度上反而更胜一筹.3 结语本文通过物理上的严格分析,明晰了有效应力法和总应力分析法在圆弧滑动法应用中的注意点和缺点.瑞典条分法中,2种应力分析法均可采用.但从误差程度以及便捷角度分析,静水条件下建议采用以浮力形式来综合考虑土条各侧面上水压力合力作用的有效应力法公式;渗流条件下建议采用有效应力法公式或修正的总应力法公式.而在毕肖普法中,有效应力法和总应力法在物理意义上完全等价,但从操作便利性上而言,静水条件下推荐有效应力法,渗流条件下则建议采用总应力法.由于目前国内的行业规范有关土坡稳定圆弧滑动计算方法并不统一,主要采用不考虑条间作用力的瑞典条分总应力法和考虑条间水平作用力的简化毕肖普法.其中如港口及航道护岸工程设计与施工规范[12]、水利水电工程边坡设计规范[13]采用简化毕肖普法计算稳定系数,未采用瑞典条分法,且前者将式(9)中mi中的F s赋值为1,从而使安全系数计算变为显式;而后者完全按照式(9)迭代计算安全系数.堤防工程设计规范[4]土坡抗滑稳定计算则只选用瑞典条分法,而碾压式土石坝设计规范[5]除了采用瑞典条分法、简化毕肖普法,还给出了其他计算方法.笔者希望通过本文的分析,将各种分析方法在岩土力学基本概念层面的认识先予以明晰强调,进而为各种规范计算方法的统一以及相关工程安全与经济的设计方法提供有益的借鉴.致谢:本文成稿过程中得到刘平博士研究生的诸多修改建议,在此特表感谢.参考文献:【相关文献】[1]孙敏.边坡稳定分析中瑞典条分法的改进[J].吉林大学学报:地球科学版,2007,37(增刊1):225-227.(SUN Min.Modification of Swedish slice method in slope stability analysis[J].Journal of Jilin University:Earth Science,2007,37(Sup1):225-227.(in Chinese))[2]林丽,郑颖人,孔亮,等.条分法的统一公式及其分析[J].地下空间,2002,22(3):252-255.(LINLi,ZHENG Ying-ren,KONG Liang,et al.Unified formula for the slice methods and its analysis[J].Underground Space,2002,22(3):252-255.(in Chinese))[3]毛昶熙,段祥宝,吴良骥.再论渗透力及其应用[J].长江科学院院报,2009,26(增刊1):1-5.(MAO Chang-xi,DUAN Xiangbao,WU Liang-ji.Discussion again on seepage force and its application[J].Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2009,26(Sup1):1-5.(in Chinese))[4]GB50286—98 堤防工程设计规范[S].[5]SL274—2001 碾压式土石坝设计规范[S].[6]毛昶熙,段祥宝.关于渗流的力及其应用[J].岩土力学,2009,30(6):1569-1574.(MAO Chang-xi,DUAN Xiang-bao.On seepage forces and its application[J].Rocks and Soil Mechanics,2009,30(6):1569-1574.(in Chinese))[7]郑颖人,唐晓松.库水作用下的边(滑)坡稳定性分析[J].岩土工程学报,2007,29(8):1115-1121.(ZHENG Ying-ren,TANG Xiao-song.Stability analysis of slopes under drawdow ncondition of reservoirs[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2007,29(8):1115-1121.(in Chinese))[8]卢廷浩.土力学[M].2版.南京:河海大学出版社,2005:235-244.[9]尤明庆.均质土坡的圆弧滑动分析[J].岩土力学,2009,29(8):2025-2032.(YOU Ming-qing.Analysis of homogeneous soil slope slipping in circu lar arc[J].Rocks and Soil Mechanics,2009,29(8):2025-2032.(in Chinese))[10]BISHOP A W.The use of the slip circle in the stability analysis ofslopes[J].Geotechnique,1955,5(1):7-17.[11]殷宗泽.土工原理[M].南京:河海大学出版社,2007:411-413.[12]JTJ300—2000 港口及航道护岸工程设计与施工规范[S].[13]SL386—2007 水利水电工程边坡设计规范[S].。

总应力法和有效应力法

总应力法和有效应力法总应力法和有效应力法是土力学中常用的两种分析方法，它们都是基于弹性理论的假设，不同之处在于对应力的处理方式不同。

本文将从以下几个方面详细介绍总应力法和有效应力法。

一、总应力法1. 总应力概念总应力是指某一点处的三个主应力之和，即σ_total = σ_1 + σ_2 + σ_3。

在土体中，由于存在孔隙水压，因此总应力与有效应力之间存在关系。

2. 总应力下的土体变形当施加外荷载时，土体会发生变形，根据弹性理论可以得到土体变形与荷载大小之间的关系：ε = 1/E* σ_total其中ε为土体的应变，E为土体的弹性模量。

由此可见，在总应力作用下，土体会发生线性弹性变形。

3. 总应力下的破坏条件根据莫尔-库伦准则（Mohr-Coulomb criterion），当剪切主应力达到一定值时，土体会发生破坏。

具体来说，在二维状态下：τ = c + σ * tan(φ)其中τ为剪切主应力，c为黏聚力，σ为正向主应力，φ为内摩擦角。

当τ达到一定值时，土体就会发生破坏。

二、有效应力法1. 有效应力概念有效应力是指某一点处的三个主应力中，与孔隙水压有关的那个主应力，即σ_eff = σ_1 - u。

其中u为孔隙水压。

有效应力反映了土体中颗粒间的实际接触状态。

2. 有效应力下的土体变形在考虑孔隙水压影响的情况下，根据弹性理论可以得到土体变形与荷载大小之间的关系：ε = 1/(E*(1+v)) * (σ_eff - α*u)其中v为泊松比，α为孔隙水压系数。

由此可见，在考虑孔隙水压影响时，土体会发生非线性弹性变形。

3. 有效应力下的破坏条件根据莫尔-库伦准则，在考虑孔隙水压影响时，破坏条件可以表示为：τ = c' + σ' *tan(φ')其中τ为剪切主应力，c'为无侧限抗剪强度（即当u=0时的抗剪强度），σ'为正向主应力减去孔隙水压后的值，φ'为内摩擦角。

边坡稳定分析的总应力法与有效应力法

§2-4 边坡稳定分析的总应力法与有效应力法土体的抗剪强度参数的恰当选取是影响土坡稳定分析成果可靠性的主要因素。

原则: (1)尽可能采用有效应力方法；(2)试验条件尽量符合土体的实际受力和排水条件。

一.两种分析方法有效应力法：计算过程中，采用有效应力进行分析，使用有效应力强度指标、总应力法：计算过程中，采用总应力进行分析，使用总应力强度指标或、以土石坝边坡稳定分析中的控制时期介绍两种方法的应用。

二.稳定渗流期土坝堤防抗滑安全系数稳定渗流期坝体内形成稳定的渗透流网，如图2.30所示。

各点孔隙水压力能够确定，因此，原则上应该采用有效应力法分析。

因为没有一种实验方法能够模拟这种状态下土体中的有效应力和孔隙水压力分配。

图2.30 土石坝稳定渗流期分析分析时：1.以土体(颗粒+孔隙水)整体取为隔离体；2.以瑞典简单条分法为例－不计条间力；3.计算－对圆心取矩求解边坡安全系数。

取图2.30中任意土条进行分析，如图2.31所示。

由于采用瑞典条分法，不计条间力，因此主要是分析由于重力、土条底面的支撑力、作用在底面的孔隙水压力。

图2.31 土条受力示意图图2.31中的土条重力分三部分计算：段位于浸润线以上，采用土体天然容重，土条重力为：段位于浸润线和地下水位之间，采用饱和容重，土条重力为：段位于地下水位以下，采用浮容重考虑静水压力的影响，土条重力为：土条底面孔隙水压力为为地下水位以上等势线的高度由此计算瑞典条分法的安全系数将土条重量带入上述公式得到三．土坝施工期边坡稳定分析对于均质粘性土坝1.总应力法：用不排水强度指标，2.有效应力法（1）采用下面的公式确定土坝中超静孔隙水压力（由于其中大小主应力大致成比例）图2.33为土坝施工期等孔压图，在计算中考虑孔隙水压力，采用有效应力方法得到边坡的安全系数。

本章介绍了这样两个问题：1、为什么会发生边坡失稳？2、如何分析评价边坡稳定性？。

02.3.应力·拉(压)杆内的应力解析

4
FF
90106 Pa 90MPa
x
s2
FN 2 A2
20103 152 106
FN1 28.38k9N106 PaFN289M20PkaN
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武生院建筑工程学院：材料力学
第二章轴向拉伸和压缩
Ⅲ. 拉(压)杆斜截面上的应力
k
F
F
k
k
F
F
斜截面上的内力： F F
k
变形假设：两平行的斜截面在杆受拉(压)而变形后仍相互平行。
第二章轴向拉伸和压缩
平均应力的定义
受力杆件(物体)某一截面的M点附近微面积ΔA上分布内力的平均集度即平均应力， p F ，其方向和大小一般
m A
随所取ΔA的大小而不同。
F
M
A
第3页
武生院建筑工程学院：材料力学
第二章轴向拉伸和压缩
总应力定义：
该截面上M点处分布内力的集度为
p

lim F
A0 A
武生院建筑工程学院：材料力学
第二章轴向拉伸和压缩
ac
F
a
c
F
b
d
bd
3. 推论：拉(压)杆受力后任意两个横截面之间纵向线段的伸长(缩短)变形是均匀的。由于假设材料是均匀的，而杆的分布内力集度又与杆件纵向线段的变形相对应，因而杆件
横截面上的正应力s呈均匀分布，亦即横截面上各点处的正应力s 都相等。由合力概念知：
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武生院建筑工程学院：材料力学
第二章轴向拉伸和压缩
例题2-3 已知薄壁圆环 d = 200 mm，δ= 5 mm，p = 2 MPa。试求薄壁圆环在内压力作用下径向截面上的拉应力。

注册道路专业基础-土质学与土力学常考知识点

注册道路工程师专业基础土质学与土力学常考知识点1．毛细水在上升过程中，不仅受到重力的作用，还受到表面张力的支配，能沿着使土的细孔隙从潜水面上升到一定的高度。

2．总应力等于孔隙水压力加有效应力。

当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为有效应力，但不等于总应力。

因为有地下水的存在，要去掉水的浮力。

3．地基破坏形式主要分为三种：①整体剪切破坏。

荷载达到最大值后，土中形成连续滑动面，并延伸到地面，土从基础两侧挤出并隆起，基础沉降急剧增加，整个地基失稳破坏。

②局部剪切破坏。

随着荷载的增加，基础下的塑性区仅仅发展到地基某一范围内，土中滑动面并不延伸到地面，基础两侧地面微微隆起，没有出现明显的裂缝。

其p-s曲线一开始就呈非线性变化并无明显的拐点。

③刺入式剪切破坏。

刺入式剪切破坏，并不是在地基土中形成贯通的滑动面，而是随着荷载的增加并达到一定的数值时，基础会随着土的压缩而发生近乎垂直地连续刺入的剪切破坏形式，相应的p-s曲线多具非线性关系，而无明显的破坏点。

4．因地下水位以下透水层中，自重应力应采用有效重度计算，所以地下水位下降后，使原水位以下自重应力增大，地下水位上升后，使变动后水位以下自重应力减小。

5．施工进度快，地基土的透水性低且排水条件不良时，地基土没有时间和条件进行固结排水，所以选择不固结不排水剪试验。

6．地基极限承载力是指使地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时相应的最小基础底面压力，地基极限承载力不受荷载形式的影响，它由地基土层的性质决定。

7．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，属于有效应力；土中的总应力除土体的自重应力外还应包含孔隙水压力；由有效应力原理σ=σ′+u知，当地下水位下降时，u减小，总应力不变，有效应力增大；相反可知地下水位上升，有效应力减小。

8．根据一维排水固结理论可知，土样破坏面与最大主应力作用面即水平面的夹角为45°+φ/2，当采用不固结不排水试验方法对饱和黏性土进行剪切试验时，其抗剪强度线为水平线，即φ=0°。

土力学-地基中的应力计算概述

基础传至地基的荷载
地基
基础埋深
（1）集中荷载作用下的解 ( Boussinesq 解，1885 )
P
x
r
y
x
y
R
z
z
• 位移解
ux4PG[R xz3(12)R(Rxz)]
uz
4PG[R z23
(1)1]
R
Valentin Joseph Boussinesq (1842-1929)
法国著名物理家和数学家，对数学物理、流体力学和固体力学都有贡献。
a
a
a
b
角点
b
p
b
中心点
1
2
34
任意点
z
z
z
k(a , b
z) b
p
z
z
z
4k(a, b
2z) b
p
z z
k k1 k2 k3 k4
z k p
3）矩形线性荷载（角点下）
角点
b
角点
p
z
a
z
p
z
k(b , a
z) a
p
查表计算
3. 应力计算小结
（1）自重应力及均匀满布荷载作用下的附加应力，可利用平衡方程等通过简单方法获得。
（2）线状荷载作用下的应力（Flamant解）
p
1）属平面应变问题，即：
a. 应变 y 0 。
dP pdy
b. 位移、应力等量仅与坐标
x、z有关。
x
2）利用Boussinesq解，通过沿荷载分布线积分得到应力。
x - dx=2p(x2x2zz2)2
y
xz
2p

abaqus中的有效应力和总应力

abaqus中的有效应力和总应力在Abaqus中，有效应力(Equivalent Stress)和总应力(Total Stress)是两个非常重要的概念。

有效应力是指在材料内部的应力状态，它是根据von Mises屈服准则计算得出的一个标量。

有效应力表示了材料的应力状态，能够更好地预测材料的破坏行为。

在Abaqus中，有效应力可以通过后处理模块进行计算和输出。

总应力是指在材料中所有应力分量的总和。

总应力包括正应力和剪应力。

在Abaqus中，总应力可以通过Abaqus分析的结果输出进行计算和查看。

需要注意的是，在一些情况下，有效应力和总应力可能是相等的，比如在没有外力加载的情况下，或者在完全塑性的情况下。

但在大多数情况下，材料中的有效应力和总应力是有区别的，并且有效应力比总应力更能够反映材料的应力状态。

正应力符号读法

正应力符号读法
正应力符号通常用希腊字母Sigma（大写Σ）来表示，并结合
一个代表正应力的字母或符号。

常见的读法有以下几种：
1. Sigma表示总应力：
- 英文读作："sigma"
- 中文读作："西格玛"或"西格马"
2. Sigma结合字母或符号表示特定的应力分量：
- 例如，Σσ表示正应力分量：
- 英文读作："normal stress"或"sigma stress"
- 中文读作："正应力"或"总应力"
- 例如，Στ表示剪切应力分量：
- 英文读作："shear stress"或"tau stress"
- 中文读作："剪应力"或"剪切应力"
需要注意的是，正应力符号的读法可能因不同的学科领域或地区而有所差异。

建议根据具体的背景和语境来选择合适的读法。

有效应力指标与总应力指标

有效应力指标与总应力指标咱今天就来唠唠有效应力指标和总应力指标这俩家伙。

你说这有效应力指标啊，就像是一个深藏不露的高手。

它可不得了，能真正反映土体受力后的本质变化。

好比你去搬一块大石头，你使多大劲能搬动它，这可不能光看石头的总重量，还得考虑其他因素的影响呢，这有效应力指标就是这么个关键因素。

总应力指标呢，就像是表面上看到的东西。

它告诉你整体的情况，但有时候可能会有点“虚”。

就好比你看一个人的外表，看着挺强壮，但真干起活来不一定就厉害，这就是只看表面的局限性呀。

你想想看，在土力学里，要是咱只盯着总应力指标，那不就像只看外表不看内在一样，容易被误导嘛。

而有效应力指标呢，就像是能透过现象看本质，让咱真正了解土体的实际状态。

咱就说在建筑工程里，要是不搞清楚这俩的区别，那盖出来的房子能靠谱吗？万一哪天出点啥问题，那可不得了哇！这就好比做饭，盐放多了太咸，放少了没味，得恰到好处才行。

再比如在修路的时候，要是对这两个指标糊里糊涂的，那路修好了也不耐用呀，过不了多久就这儿裂那儿陷的，多闹心呐！所以说呀，可别小瞧了这有效应力指标和总应力指标，它们可重要着呢！
你说咱研究土力学，不就是为了把这些东西搞明白，好让咱们的建筑更牢固、工程更安全嘛。

要是连这最基本的都弄不清楚，那还搞啥呀！
咱平时生活中也有很多这样类似的情况呀。

就像交朋友，不能光看表面上他对你多好，还得看看他本质上是个啥样的人，对吧？这和理解有效应力指标与总应力指标是一个道理呀！
总之呢，有效应力指标和总应力指标就像是土力学里的两个宝贝，咱得好好研究它们，利用它们，让它们为咱的工程建设服务，让咱们的生活更美好，不是吗？可别不当回事儿哟！。

第五章2土的剪力

土力学与地基基础
第五章.土的抗剪强度(2)
土木系
第四节：第四节：总应力和有效应力抗剪强度指标一、概述：概述：以砂土为例：总应力抗剪强度公式以砂土为例：总应力抗剪强度公式: τf ＝ σtgφ τf ＝（σ－ µ) tgφ’ － = σ’ tgφ’ ……(1) 有效应力写出抗剪强度公式，则为有效应力写出抗剪强度公式，则为： ……(2)
σn =
σ1 + σ 3 σ1 − σ 3
2 + 2
cos 2α
第五节：应力路径：第五节：应力路径：
思考：
a、θ 与c、ϕ 有什么关系？计算公式？
结束谢谢！
Keep Connecting In The Future
二、孔隙水压力系数 1、孔隙水压力系数B: 、孔隙水压力系数
∆
(1)∆µ1引起的孔隙体积变化为 v ,则有：引起的孔隙体积变化为∆V 则有则有： ∆Vv /Vv＝ ∆Vv /(nV)=Cv ∆µ1 ……(1) (2)有效应力增量 3 － ∆µ1 引起土骨架压缩，应变有效应力增量∆σ 引起土骨架压缩，有效应力增量量为：量为： ∆Vv /V。。 ……(2) ∆Vv /V=Cs (∆σ3 － ∆µ1 )
2、孔隙水压力系数A: 、孔隙水压力系数
如果在试样上仅施加偏应力增量 ∆σ＝ ∆σ1 －∆σ 3 ＝此时，此时，在土中施加的平均应力增量 ∆σ m ＝ 1/3（ ∆σ1 －∆σ 3 ) （孔隙水压力也会在土中产生一孔压∆µ 孔隙水压力也会在土中产生一孔压 2 ∆σ’ m ＝ 1/3（ ∆σ1 －∆σ 3 ) - ∆µ2 （ ∆σ’＝ ∆σ1 －∆σ 3 － ∆µ2 ＝－－轴向应力增量 ∆σ3’＝－ ∆µ2 －－径向应力增量＝同理，可得此时土体积应变为： ∆Vv /Vv＝ ∆Vv /(nV)=Cv ∆µ2 ……(3) 将土骨架看成理想材料，土体积变化只与∆σ’ m有关： ∆Vv /Vv＝ Cs [1/3（ ∆σ1 －∆σ 3 ) - ∆µ2 ] ……(4) （

抗剪强度总应力法

抗剪强度总应力法引言：抗剪强度是指材料在受到剪切力作用时所能抵抗的最大应力。

在工程设计中，了解和评估材料的抗剪强度是非常重要的。

本文将介绍抗剪强度总应力法，该方法是一种常用的评估材料抗剪性能的方法。

一、抗剪强度总应力法的基本原理抗剪强度总应力法是一种基于材料的总应力和剪应力关系来评估抗剪强度的方法。

该方法假设材料的抗剪强度与材料的总应力成正比。

即在材料受到剪切力作用时，剪应力与总应力的比值将保持一定的比例关系。

二、抗剪强度总应力法的计算公式抗剪强度总应力法的计算公式为：τ = k ×σ其中，τ为剪应力，σ为总应力，k为抗剪强度系数。

三、抗剪强度总应力法的应用抗剪强度总应力法广泛应用于各个工程领域。

在土木工程中，该方法常用于评估土壤的抗剪强度。

在材料科学中，该方法可用于评估金属、混凝土等材料的抗剪性能。

四、抗剪强度总应力法的优缺点抗剪强度总应力法的优点是简单易行，计算方法明确。

同时，该方法可以较准确地评估材料的抗剪强度。

然而，该方法也存在一些缺点。

首先，该方法假设剪应力与总应力的比例关系恒定，这在某些特殊情况下可能不成立。

其次，该方法无法考虑材料内部的微观结构和力学性质的影响。

五、抗剪强度总应力法的改进方法为了克服抗剪强度总应力法的缺点，研究人员提出了一些改进方法。

例如，可以考虑引入材料的内聚力、弹性模量等因素来计算材料的抗剪强度。

此外，也可以通过实验测试获得更准确的材料抗剪强度。

六、结论抗剪强度总应力法是一种常用的评估材料抗剪性能的方法。

该方法基于材料的总应力和剪应力关系来计算抗剪强度。

尽管该方法存在一些缺点，但在实际工程中仍然被广泛应用。

未来的研究可以进一步改进该方法，以提高其准确性和适用性。

坝坡稳定计算的总应力法和有效应力法的推导验证

坝坡稳定计算的总应力法和有效应力法的推导验证以及规范缺陷导致理正软件的缺陷闲逛的猪前言感谢水工网laoliu09，他的《理正边坡稳定总应力法计算严重错误》引起了本猪的兴趣并进行深入探讨。

感谢水工网付功云，没有他的推动我就不会深入研究下去。

本猪以前也仔细读过规范中边坡稳定计算的内容，十多年前还仿制过K-1，因此对计算中存在一些人为规定（比如有些工况计算同一区域分别计算抗滑力和滑动力时用的容重性质都完全不相同）的印象十分深刻，时间一久很多细节也淡忘了。

这次重新推演，对边坡稳定有了新的认识。

鉴于坝坡稳定的有效应力法、总应力法的概念与岩土的有效应力法、总应力法存在着区别（个人认为，坝坡分析应叫有效应力指标法和总应力指标法才更贴切、无歧义），为方便读者，采用了下标分别区分水利和岩土的有效应力、总应力。

1 岩土工程总应力法岩土和有效应力法岩土的基本概念岩土工程的总应力法是指采用水土合算的方法。

有效应力法是指采用水土分算的方法。

即总应力=有效应力-孔隙水压力。

先给出不考虑条块间作用力的瑞典条分法基本公式。

总应力法岩土：K=∑(CL+Wcosθtgφ)∑Wsinθ（1）有效应力法岩土：K=∑(C‘L+（W−U）cosθtgφ’)∑（W−U）sinθ（2）式中：K—稳定安全系数；C—总应力法岩土的粘聚力；φ—总应力法岩土的内摩擦角；C′—有效应力法的粘聚力；φ′—有效应力法的内摩擦角；L—土条滑弧长；W—土条总重量；U—孔隙水压力；θ—土条滑弧中心角；2 土工试验方法与指标土工试验包括直剪试验和三轴压缩试验，分述如下：（1）、直剪试验直剪试验先用环刀将土体切削成标准土样制备土样（根据需要可以强制饱和）。

土样放入直剪仪后，加压（或分级加压），一般加压为100、200、300、400KPa。

如需固结，则通过观察加压后的沉降稳定情况（稳定标准为1小时变形量不大于0.005mm）。

然后开动剪切仪上下盒错位剪切，快剪剪切速率为0.8mm/min，慢剪为0.02 mm/min。

应力定义

应力定义一、引言应力是物理学和工程学中一个核心概念，涉及到物体在受到外力作用时内部产生的抵抗力。

它反映了物体抵抗变形或破坏的能力，是衡量物体强度、刚度和稳定性的重要参数。

本文将全面解析应力的定义、计算、性质、应用、测量和分类。

二、应力的定义应力，通常用符号σ表示，是一个向量，用于描述物体内部单位面积上所受的力。

它是外力除以物体横截面的面积得到的。

其数学表达式为：σ= F/A，其中F是作用于物体上的外力，A是物体的横截面面积。

三、应力的计算应力的计算通常基于牛顿第二定律（F=ma），通过测量作用于物体上的外力和物体的质量，以及加速度，可以计算出应力。

此外，通过测量应变（物体形状或尺寸的相对变化）和弹性模量（描述材料抵抗变形能力的常数），也可以间接计算出应力。

四、应力的性质1.矢量性：应力是一个矢量，具有大小和方向，分别表示应力的强弱和作用的方向。

2.作用面性：应力总是作用在物体内部的一个横截面上，其作用面垂直于横截面。

3.平衡性：在一个封闭的受力体系中，正应力和切应力保持平衡，总应力为零。

4.相对性：应力的值依赖于所选择的参考系和坐标系。

不同的坐标系可能会得到不同的应力分量。

5.物质性：应力是物体内部的属性，与外部作用力无关，只有当物体受到外力作用时才会产生。

五、应力的应用1.工程设计：在设计和分析各种工程结构时，如桥梁、建筑和机械零件等，需要考虑到应力分布、应力集中、疲劳应力和极限应力等因素。

2.断裂力学：断裂力学是研究材料在裂纹扩展时的行为的学科，它涉及到裂纹尖端的应力场和应力强度因子。

3.流体力学：在流体力学中，应力用来描述流体内部的压力和粘性力等作用力。

4.材料科学：在材料科学中，应力用于研究材料的机械性能，如弹性模量、泊松比和抗拉强度等。

5.生物学：在生物学中，应力用于描述骨骼和牙齿等硬组织的受力状态，以及细胞和组织的生长和发育过程。

六、应力的测量应力的测量通常通过应变计进行。

应变计是一种特殊的传感器，它可以粘贴或嵌入到被测物体上，并将物体的变形转换为电信号，再通过电子设备读出应变值，从而计算出应力。

总应力和有效应力

总应力和有效应力咱来聊聊总应力和有效应力吧！这俩家伙就像是一对欢喜冤家。

你看啊，总应力就像是一个大家庭，包含了所有的东西，不管是有用的还是没用的。

它就那么实实在在地存在着，不离不弃。

而有效应力呢，就像是从这个大家庭里挑出来的精华部分，是真正起作用的那一块儿。

比如说咱盖房子吧，那土地承受的压力就是总应力。

可实际上呢，真正对房子稳定性有影响的，是扣除了水分等那些不太重要因素之后的有效应力呀。

这就好像你去买水果，总重量是总应力，可你真正关心的、能吃的那部分才是有效应力嘛！那总应力和有效应力有啥关系呢？这就好比一辆车和车上坐的人。

车本身有重量，这就是总应力，而人坐在车上施加的压力就是有效应力。

它们相互关联，共同影响着整个局面。

咱在生活中不也经常遇到类似的情况吗？有时候我们会被各种杂七杂八的事情包围，感觉压力山大，这就像总应力。

但要是我们能静下心来，找到真正关键的、对我们有意义的那些事情，那就是找到了有效应力呀。

你想想，要是我们一直被总应力困扰，那得多累呀！但要是我们能抓住有效应力，不就可以更轻松地应对生活中的各种挑战了吗？就像游泳一样，总应力是整个水域的阻力，而有效应力就是我们划水前进的动力。

再比如说学习，那一堆堆的知识就是总应力，而我们真正理解掌握、能运用的知识就是有效应力。

我们不能被知识的海洋淹没，而是要找到那些对我们有用的部分，让它们成为我们前进的助力。

总应力和有效应力，它们看似简单，实则蕴含着深刻的道理。

它们就像生活中的两面，我们要学会分辨，学会利用。

只有这样，我们才能在生活的道路上走得更稳、更远。

所以啊，咱可得好好琢磨琢磨这总应力和有效应力，别小瞧了它们，它们能给我们的生活带来大不同呢！这可不是开玩笑的哟！。

有效应力强度指标与总应力强度指标之间的换算关系

有效应力强度指标与总应力强度指标之间的换算关系第23卷第2期重庆建筑大学学报Vol. 23 No. 2文章编号:1006-7329(2001) 02-0022-04有效应力强度指标与总应力强度指标之间的换算关系程相华(铁道部第十四局二处, 山东泰安271000)摘要:通过理论分析, 建立有效应力强度指标和总应力强度指标之间的换算关系, 并编制了两强度指标之间的实用换算系数表。

关键词:有效应力; 总应力; 强度指标; 换算系数中图分类号:T U432文献标识码:A由于勘察单位的常规试验报告不提供有效应力强度指标, 所以目前大部分开挖工程的设计, 都cu 。

但是在地下水位以下, 采用总应力强度指标c cu , h cu 进行土压力计算, 是采用总应力强度指标c cu 、h往往造成较大的误差, 设计人员对工程的安全度难以把握。

必要时, 需用有效应力强度指标c ′, h ′对水压力和土压力分别进行计算。

既然最基本的土性指标c ′, h ′不被勘察单位的常规试验所提供, 那么就十分有必要从理论上加以推导两种指标之间的换算关系。

1 换算关系的理论基础土体在天然状态(见图1):有效自重应力为p 0′, 静止孔隙水压力u 0, 则图1 p 0′/S u 公式的推导收稿日期:2000-04-08:() , 男, , , 。

e c 1=p 0′+u 0e c 2=K 0p 0′+u 0在荷载作用下达到破坏时总应力增量Δe 1, Δe 3e 1=e c 1+Δe 1=p 0′+u 0+Δe 1e 3=e c 3+Δe 3=K 0p 0′+u 0+Δe 3Δe 1=e 1-p 0′-u 0Δe 3=e 3-K 0p 0′-u 03+1-Δ3) u =u 0+Δu Δu =Δe A (Δe ee 1′=e 1-u =p 0′+Δe 1-〔Δe 3+A (Δe 1+Δe 3) 〕=p 0′+(1-A ) (Δe 1-Δe 3) e 3′=e 3-u =p 0′-A (Δe 1-Δe 3)Δe 1-Δe 3=e 1-e 3-p 0′+K 0p 0′=2S u -p 0′(1-K 0)e 1′=p 0′+(1-A ) 〔2S u -p 0′(1-K 0) 〕e 3′=K 0p 0′-A 〔2S u -p 0′(1-K 0) 〕S u =13=bb ′=(0b +c ′ctg h ′) sin h ′=0b sin h ′+c ′cos h ′=2(1)(e 1′+e 3′) sin h ′+c ′cos h ′2将(1) 式代入得:S u =p 0′sin h 〔K 0+A (1-K 0) 〕+(1-2A ) S u sin h ′+c ′cos h ′对于正常固结的粘土, c ′=0, 因而得0=S u 〔K 0+A (1-K 0) 〕sin h ′以强度路径的观点(见图2)(2)图2 c cu =0时的极限应力圆图3 c cu ≠0时的极限应力圆11u ===+1-S u S u S u S u S u1-e 3) =2A S u u =A (ee 1′=S u S u +1-2AS u =p tg T +acu tg T =sin h=代入(3) 得S u sin h cu +a /p1=+1-2A S u sin h cu +a /pe 1′0u 00000==S u S u S u 〔K +A (1-K ) 〕+2-2A(4) (5)将(2) 代入(5) 得+2-2A =+1-2A h ′sin h ′=其中a =c cu cos h cu 。