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(简答题)

何为有效应力?研究有效应力有何工程意义?

正确答案

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,当外力作用于土体后,一部分由土骨架承担,并通过颗粒之间的接触面进行应力的传递,称为有效应力。另一部分则由孔隙中的水来承担,水虽然不能承担剪应力,但却能承受法向应力,并且可以通过连通的孔隙水传递,这部分水压力称为孔隙水压力。
土的变形(压缩)和强度的变化都只取决于有效应力的变化。引起土的体积压缩和抗剪强度发生变化的原因,并不是作用在土体上的总应力,而是总应力与孔隙水压力之间的差值——有效应力。孔隙水压力本身不能使土发生变形和强度的变化。这是因为水压力各方向相等,均衡的作用于每个土颗粒周围,因而不会使土颗粒移动,导致孔隙体积的变化。它除了使土颗粒受到浮力外,只能使土颗粒本身受到静水压力,而固体颗粒的压缩模量很大,本身压缩可忽略不计。另外,水不能承受剪应力,因此孔隙水压力自身的变化也不会引起土的抗剪强度的变化,正因为如此,孔隙水压力也被称为中性压力。

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