谈有效应力不是一成不变的

  笔者引入给水度，通过力平衡原理推导出新有效应力原理公式：     

σ=σ′+u₁                             （1）                                             u₁ =μu_w                             （2）       

式（1～2）中：σ——竖直总应力，（kPa）；σ′——平面上有效法向应力（土骨架应力即有效应力），（kPa）；u₁ ——中和应力（自由水作用力的平均应力），（kPa）；μ——土的给水度；u_w ——自由水压力，（kPa）。

  新有效应力原理的推导是基于如下图均质饱和土，水平截面cd即有自由水通道面积又有土颗粒面积，是对于整个饱和土的宏观计算，当有效应力σ′增加时土体可能 会发生变形，此变形是针对整个土骨架而言。

当研究单个土颗粒（将不能传递静水压力的强结合水、弱结水等的水颗粒与土颗粒组成的内部无自由水的不规则体也看作“土颗粒”）变形时，有效应力就是如下图计算的。

单个土颗粒的有效应力为：         

σ′=P₁/A₁+u_w                                （3）        

式（3）中：σ′——土颗粒应力即土颗粒有效应力，（kPa）；P₁ ——土骨架传递给土颗粒的作用力，（kN）；P₁——土颗粒的截面面积，（m²）；u_w ——自由水压力，（kPa）。        当土颗粒内部承受应力不足以承受 σ′值的挤压时，土颗粒将被挤碎成一个个更小的土颗粒。                                                因此，饱和土中的有效应力是随着研究对象的变化而变化的，有效应力不是一成不变的。