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土的有效应力原理
土的有效应力原理是指土体中的颗粒间受到的有效应力，是土体内部颗粒之间的相互作用所产生的结果。
有效应力是指土体中颗粒间的相互作用所产生的应力，它是影响土体力学性质的重要因素之一。
有效应力原理对于土体的稳定性、变形特性以及工程设计和施工具有重要的指导意义。
土体中的有效应力与孔隙水压力有着密切的关系。
在土体中存在着孔隙水，当外部施加荷载时，孔隙水会受到挤压，从而产生孔隙水压力。
有效应力原理指出，土体中的有效应力等于总应力减去孔隙水压力。
也就是说，有效应力是指土体颗粒间的实际受力情况，而不包括孔隙水的影响。
因此，有效应力是影响土体内部力学行为的关键因素。
在工程实践中，理解土体的有效应力原理对于地基工程、边坡稳定性分析、地下水压力计算等方面具有重要意义。
在地基工程中，有效应力原理可以帮助工程师合理设计地基承载力，保证建筑物的稳定性和安全性。
在边坡稳定性分析中，有效应力原理可以帮助工程师评估边坡的稳定性，预测可能发生的滑坡和坍塌等灾害。
在地下水压力计算中，有效应力原理可以帮助工程师准确计算地下水对结构物的影响，保证工程的安全运行。
总之，土的有效应力原理是土力学中的重要概念，对于工程实践具有重要的指导意义。
理解土体中的有效应力原理，可以帮助工程师更好地设计和施工工程，保证工程的安全性和稳定性。
因此，深入研究土的有效应力原理，对于提高工程质量和安全性具有重要意义。
饱和土的有效应力原理为饱和土的有效应力原理是土体力学中的一个重要概念，它对于土体的力学性质和工程行为具有重要的指导作用。
有效应力是指对土体产生效果的那一部分应力，它与土体的水分状况密切相关。
本文将对饱和土的有效应力原理进行详细阐述，包括定义、影响因素以及计算方法等内容。
一、饱和土的有效应力定义有效应力是指对土体产生效果的那一部分应力，即土体中颗粒间的接触应力。
饱和土的有效应力可以通过以下公式进行计算：σ' = σ - u其中，σ'代表有效应力，σ代表总应力，u代表孔隙水压力。
二、影响饱和土的有效应力因素1.孔隙水压力孔隙水压力是饱和土中的水分状态所产生的一种压力，它会影响到土体的力学性质。
当饱和土存在孔隙水时，孔隙水压力将对土体施加一个正向的力，减小土体中颗粒间的有效应力。
2.土体颗粒间的摩擦力土体中的颗粒会通过颗粒间的摩擦力来承受荷载。
当饱和土存在孔隙水时，孔隙水的存在会减小颗粒间的摩擦力，导致土体的抗剪强度下降。
3.土体孔隙结构饱和土的孔隙结构会受到孔隙水压力的影响而改变，孔隙水的存在会降低土体的孔隙率和孔隙结构的连通性，使得土体的固结性变差。
三、饱和土的有效应力计算饱和土的有效应力计算可以通过以下几个步骤进行：1.确定土体的总应力：总应力是指土体中所有应力的叠加效应。
可以通过采用等效高程法或仪器进行测定。
2.测定孔隙水压力：孔隙水压力的测定可以通过土壤水位计、沉排水法或压力计等方法进行。
3.计算有效应力：通过前两个步骤的数据，可以使用有效应力计算公式进行计算。
四、饱和土的有效应力原理应用饱和土的有效应力原理在土工与岩土工程中具有广泛的应用。
例如，在地基处理中，饱和土的有效应力原理可以用于计算土体的承载力和变形性状，确定地基处理的方式和措施。
此外，在岩土工程中，有效应力原理也被应用于岩土体力学参数的测定和土体的强度特性估计。
总之，饱和土的有效应力原理是土体力学中一个重要的概念，它对于土体的力学性质和工程行为的研究具有重要的指导作用。
关于水压率理论与有效应力原理的几个问题一、引言1.1 研究目的和意义1.2 国内外研究现状1.3 论文主要内容二、水压率理论2.1 概述水压率理论2.2 水压率的定义和计算方法2.3 水压率理论的适用范围及限制条件2.4 水压率对深埋隧道的影响三、有效应力原理3.1 概述有效应力原理3.2 有效应力的概念和计算方法3.3 有效应力在土体力学中的应用3.4 有效应力对深埋隧道的影响四、水压率理论与有效应力原理的关系4.1 二者的异同4.2 水压率理论和有效应力原理的统一4.3 深埋隧道的水压率和有效应力计算方法五、结论与展望5.1 主要研究结果和创新点5.2 论文存在的不足和进一步研究方向一、引言1.1 研究目的和意义深埋隧道的建设是城市化发展过程中不可避免的环节，而深埋隧道的机理研究是深入理解隧道围岩应力分布和变形规律的基础。
水压率理论和有效应力原理是土体力学中常用的理论方法，本文旨在探究二者在深埋隧道机理研究中的应用及其关系，为深埋隧道的施工设计和安全评估提供理论参考。
1.2 国内外研究现状早在20世纪70年代，北欧学者提出了水压率这一概念，并将其应用于隧道围岩控制性问题的研究中。
这一理论在中国的应用也具有一定的历史和实践背景，然而，随着业界对深浅隧道及不同类型地质环境下隧道工程的深入探索，对水压率理论及其适用性存在争议。
有效应力原理是土体力学中较为基础的概念之一，它将土体中各向同性应力和方向性应力分为两部分，即有效应力和孔隙水压力。
有效应力原理是一般材料力学的基本理论，也广泛应用于地质工程领域。
1.3 论文主要内容本文主要探讨水压率理论和有效应力原理在深埋隧道机理研究中的应用，以及二者之间的关系。
其中第二章将重点介绍水压率理论的基本概念、计算方法、适用范围以及其对深埋隧道的影响；第三章将阐述有效应力原理的基本概念、计算方法、在土体力学中的应用及其对深埋隧道的影响；第四章将探讨水压率理论与有效应力原理的异同和统一，以及如何综合考虑二者计算深埋隧道水压率和有效应力；最后在结论中提出本文的研究成果，并展望进一步的研究方向。
浅谈有效应力原理的应用（西南交通大学峨眉校区土木工程系，四川，乐山，614202）有效应力原理在土力学中占有相当重要的地位，它的提出使土力学逐渐发展成为一门独立的学科，贯穿着土力学的始终。
它在边坡稳定性问题、支挡结构的土压力、软土地基的处理、沙土的地震液化等问题上都有着广泛的应用，很好的解释了这些问题。
标签：有效应力；孔隙水；应用1 关于有效应力原理的概念土体是非线性的弹塑性体，由固态、液态、气态三相组成，其中固体颗粒占有主要部分，他们形成了有孔隙的骨架结构。
骨架中含有孔隙水，孔隙水所承担的压力为孔隙水压力，它是一种中性力。
作用在骨架单位面积上的应力为有效应力，是一种面积力。
土体重力，水压力，外荷载作用力三者之和为总应力。
依据太沙基有效应力原理，有效应力为作用在饱和土体上的总应力与孔隙水压力之差。
即：有效应力=总应力-孔隙水压力。
而土体的强度和土的变形主要取决于有效应力，而并非总应力，二者不能混淆。
2 有效应力原理的应用2.1边坡稳定性问题由于自然或人为因素的作用，破坏了原有的稳定土坡的力学平衡时，土体将沿着某一滑面发生滑动，工程中的这一现象为滑坡。
边坡稳定性主要是由土的抗剪强度决定的。
土的抗剪能力越强，边坡就越稳定。
抗剪强度的指标在用总应力来表示时有三组，而在用有效应力表示时只有一组。
即土的抗剪强度与有效应力一一对应，所以边坡稳定性的强弱是由粘土地基中的有效应力大小决定的。
在施工过程中，若不计水的排出，填土荷载全部由孔隙水压力承担，随着深度的增加，超孔隙水压力不断增大，总应力不断增大，而剪力强度和有效应力均保持不变。
随着时间的推移，超孔隙水压力不断消散，抗剪强度和有效应力不断增强。
因此，边坡稳定性随着时间的推移而逐步增大。
所以对于边坡稳定性，要考虑到一段时间后边坡的有效应力增大时是否还能保持稳定。
必要时可以采取加固措施。
常用的增强边坡稳定措施有如下两种方法：（1）减载加重。
此方法从简算的基本原理出发，减小下滑力和滑动力矩，增大抗滑力和抗滑力矩，从而提高土坡的稳定性（2）增强排水措施。
饱和土的有效应力原理表达式[有效应力原理表达式]有效应力原理是岩土力学中的一个重要原理，它描述了饱和土体在外加载荷作用下的力学行为。
根据有效应力原理，土体内部的应力状态可以通过有效应力来描述。
下面将一步一步回答您提出的问题，来详细阐述有效应力原理表达式。
1. 什么是有效应力？在土体内部存在着不同的应力成分，包括总应力、孔隙水压力和地下水压力。
有效应力是指作用在土体颗粒之间的真实应力，它与土体的强度和变形特性密切相关。
有效应力可以简单地理解为土体颗粒之间的“有用”应力，它引起土体内部的变形和破坏。
2. 有效应力原理表达式是什么？根据有效应力原理，有效应力可以通过总应力减去孔隙水压力来求得。
其表达式如下：σ' = σ- u其中，σ' 表示有效应力，σ表示总应力，u 表示孔隙水压力。
3. 如何理解有效应力原理表达式？这个表达式的含义是，有效应力是通过减去孔隙水压力得到的。
孔隙水压力是由于土体中的水分存在于孔隙空间中而产生的一种压力。
在没有考虑水分存在的情况下，只有颗粒之间的实际接触才会发挥作用，产生变形和破坏。
因此，有效应力考虑了土体中水分的影响，刻画了土体的真实力学行为。
4. 有效应力原理的应用有效应力原理是岩土力学分析和工程设计中最基本的原理之一，它在各个领域都有广泛应用。
在土力学中，通过计算有效应力可以确定土壤的剪力强度和承载力，从而评估土体的稳定性。
在地基工程中，合理计算和控制有效应力可以避免地基沉降和破坏。
在土石坝和堡坝的设计中，有效应力原理也是重要的分析工具。
总结：有效应力是描述土体内部应力状态的一个重要参数。
有效应力原理表达式是通过总应力和孔隙水压力的差值来计算的。
这个原理在岩土力学分析和工程设计中有广泛的应用。
理解有效应力原理可以帮助我们更好地理解土体的力学性质，从而为土木工程的设计和施工提供科学依据。
土力学中的有效应力原理有效应力原理是土力学中的重要概念，它是基于有效应力理论的基础，用于描述土体内部颗粒之间的力学状态。
在土力学中，土体的有效应力是指影响土体体积变形和强度特性的部分应力。
有效应力原理的应用可以帮助工程师合理地设计和分析土体的力学性质，从而确保工程的安全可靠。
有效应力原理的基本假设是：土体中的颗粒间存在一定的摩擦力，这种摩擦力会影响土体的力学性质。
在土体受到外部载荷作用时，颗粒之间的摩擦力会使土体内部的颗粒产生相互作用，从而形成一种分布不均匀的应力状态。
有效应力原理认为，只有这种分布不均匀的应力才能真正影响土体的体积变形和强度特性，而与之无关的应力则不会对土体产生影响。
在实际工程中，为了计算和分析土体的力学性质，我们需要确定土体的有效应力。
有效应力的计算是基于有效应力原理进行的。
根据有效应力原理，土体的有效应力等于总应力减去孔隙水压力。
孔隙水压力是指土体中水分所产生的压力，它与土体的饱和度和孔隙水的压力有关。
有效应力原理的应用非常广泛，例如在地基工程中，我们需要考虑土体的有效应力来确定地基的稳定性和承载力。
在岩土工程中，我们需要了解土体的有效应力来评估边坡的稳定性和地下水的渗流规律。
在土石坝工程中，我们需要计算土体的有效应力来评估坝体的变形和破坏机理。
有效应力原理的应用需要考虑土体的物理性质、力学性质以及水分状况等因素。
不同的土体类型和工程环境下的土体特性会对有效应力产生不同的影响。
因此，在实际工程中，我们需要根据具体情况选择合适的方法和模型来计算和分析土体的有效应力。
有效应力原理是土力学中的重要概念，它描述了土体内部颗粒之间的力学状态。
有效应力原理的应用可以帮助工程师合理地设计和分析土体的力学性质，确保工程的安全可靠。
在实际工程中，我们需要根据具体情况选择合适的方法和模型来计算和分析土体的有效应力，以确保工程的顺利进行。
有效应力原理的掌握对于土木工程专业的学生和从事相关工作的工程师来说是非常重要的。
有效应力原理内容有效应力原理是力学中的一条重要原理，用于描述固体物体在外界作用下的应力状态。
它是强固学和结构力学中的基本概念，对于研究物体的强度和稳定性非常重要。
有效应力原理基于以下假设：当物体受到外力作用，物体内部的应力会发生分布，这些应力可以分为正应力和剪应力。
在某些情况下，物体因于存在内部摩擦的作用而不能充分利用全部的应力，有些应力可以传递给其他部分。
有效应力定义为能够引起物体变形或破坏的应力。
有效应力原理的具体内容如下：首先，有效应力的概念是基于材料内部摩擦的概念，认为只有克服了内部摩擦的应力才是能够引起变形或破坏的应力。
其次，有效应力与应变有关，有效应力是指在引起物体变形或破坏的过程中，由于摩擦而引起的应变。
再次，有效应力与物体的力学性能有关，材料的力学性能决定了材料的抗变形和抗破坏能力。
有效应力原理的应用非常广泛。
在工程领域中，有效应力原理被用来分析和设计各种结构和构件，以确保其能够承受外界力的作用而不发生变形或破坏。
在土力学和岩石力学中，有效应力原理被用来研究土壤和岩石的稳定性，分析土体和岩石的变形和破坏机制。
在地质学中，有效应力原理被用来研究地壳中岩石的应力状态，揭示地质灾害的成因和发展趋势。
有效应力原理的应用可以使工程设计更加安全可靠，减少事故的发生，提高工程的质量和效率。
例如，在桥梁工程中，通过分析和计算承受桥梁自重和交通荷载的有效应力分布，可以确定桥梁各个构件的尺寸和材料的选取，确保桥梁的稳定性和承载能力。
在地铁隧道工程中，通过分析隧道周围岩石的有效应力分布，可以确定支护结构的设计方案，保证隧道的安全和稳定。
有效应力原理的研究还促进了材料科学和土力学的发展。
通过研究不同材料的有效应力特性，可以优化材料的制备工艺和改进材料的性能。
通过研究土体和岩石的有效应力行为，可以提高土体力学和岩石力学的理论水平，为土木工程和地质勘探提供科学依据。
总之，有效应力原理是力学领域中的一条重要原理，通过研究和分析物体的应力状态，可以确定物体的变形和破坏机制，为工程设计和科学研究提供理论基础。
饱和土的有效应力原理一、引言在土力学中，有效应力是研究土体力学性质和行为的重要参数之一。
饱和土的有效应力原理是描述土体内部颗粒之间相互作用力的重要原理。
本文将介绍饱和土的有效应力原理，包括定义、计算方法以及相关的应用。
二、定义饱和土的有效应力是指土体中除孔隙水压力外，所有与土颗粒间直接接触的颗粒间力的总和。
有效应力常用符号为σ'。
三、计算方法计算饱和土的有效应力可以通过以下公式得到：σ'=σ-u其中，σ为总应力，u为孔隙水压力。
四、饱和土的有效应力原理饱和土的有效应力原理可以通过以下几个方面来理解：4.1颗粒间的直接相互作用力在饱和土中，颗粒间存在直接的接触和相互作用。
这种相互作用力可以分为正应力和剪应力。
正应力是指垂直于力的方向的应力，剪应力是指平行于力的方向的应力。
有效应力可以通过计算颗粒间的正应力和剪应力来确定。
4.2孔隙水压力的作用饱和土中存在孔隙水，孔隙水受到土颗粒的压力作用，进而对土颗粒施加反作用力，这种力就是孔隙水压力。
孔隙水压力的作用影响着饱和土的应力状态，同时也对饱和土的强度和变形性质产生重要影响。
4.3增强土体的稳定性通过控制饱和土的有效应力，可以增强土体的稳定性。
有效应力对土体的强度和变形特性有显著影响，通过合理控制有效应力，可以有效减小土体的变形和破坏的风险。
五、应用饱和土的有效应力原理在工程实践中具有重要应用价值，例如：-基础工程设计：有效应力的计算能够帮助工程师确定土体的强度和变形特性，从而进行合理的地基设计。
-岩土施工：控制饱和土的有效应力可以增加施工的稳定性，降低工程风险。
-土力学研究：理解和应用有效应力原理可以深入研究土体的力学性质和行为规律，推动土力学理论和实践的发展。
六、总结通过本文的介绍，我们了解了饱和土的有效应力原理的定义、计算方法以及相关的应用。
饱和土的有效应力原理是土力学研究中的重要基础，对于工程实践和学术研究都具有重要意义。
深入理解和应用有效应力原理，能够提高工程设计的安全性和可靠性，推动土力学的发展。
第1篇一、基础知识题1. 请简述土的三相组成及其作用。
答：土的三相组成包括固体颗粒、液体（水）和气体。
固体颗粒是土的主体，决定了土的强度和变形特性；液体（水）存在于颗粒之间，影响土的物理和力学性质；气体存在于孔隙中，影响土的压缩性和渗透性。
2. 土的密度、重度、孔隙比和孔隙率之间的关系是什么？答：土的密度是指单位体积土的质量，重度是指单位体积土的重力，孔隙比是指孔隙体积与固体颗粒体积的比值，孔隙率是指孔隙体积与总体积的比值。
它们之间的关系为：重度 = 密度× g（重力加速度），孔隙比 = 孔隙体积 / 固体颗粒体积，孔隙率 = 孔隙体积 / 总体积。
3. 土的压缩性有哪些主要影响因素？答：土的压缩性主要受以下因素影响：（1）土的组成：不同组成和结构的土，其压缩性不同；（2）土的密度：土的密度越高，压缩性越强；（3）土的湿度：含水量越高，压缩性越强；（4）土的应力历史：应力历史越复杂，压缩性越强。
4. 土的剪切强度有哪些影响因素？答：土的剪切强度主要受以下因素影响：（1）土的组成和结构：不同组成和结构的土，其剪切强度不同；（2）土的密度：土的密度越高，剪切强度越强；（3）土的湿度：含水量越高，剪切强度越低；（4）土的应力历史：应力历史越复杂，剪切强度越低。
5. 土的渗透性有哪些影响因素？答：土的渗透性主要受以下因素影响：（1）土的组成和结构：不同组成和结构的土，其渗透性不同；（2）土的密度：土的密度越高，渗透性越低；（3）土的湿度：含水量越高，渗透性越高；（4）土的应力历史：应力历史越复杂，渗透性越低。
二、土力学基本理论题1. 请简述土的应力-应变关系。
答：土的应力-应变关系是指土体在受力作用下产生的变形与应力之间的关系。
主要包括线性弹性关系、非线性弹性关系和塑性关系。
2. 土的极限平衡理论有哪些主要方法？答：土的极限平衡理论主要包括以下方法：（1）库仑土压力理论；（2）摩尔-库仑土压力理论；（3）毕奥土压力理论；（4）巴伦土压力理论。
terzaghi有效应力原理Terzaghi有效应力原理导言：Terzaghi有效应力原理是土力学中的一个重要概念，该原理在土壤力学的研究中具有重要的理论和实际意义。
本文将对Terzaghi有效应力原理进行详细介绍，并探讨其在土壤力学领域的应用。
一、Terzaghi有效应力原理的概念Terzaghi有效应力原理是由奥地利工程师Karl von Terzaghi于1923年提出的，主要用于描述土壤中颗粒间的力学行为。
该原理认为，土壤中颗粒间的承载能力与颗粒之间的有效应力有关，而与总应力无关。
有效应力是指土壤中颗粒间的力量传递所产生的有效强度。
二、Terzaghi有效应力原理的基本原理根据Terzaghi有效应力原理，土壤中的有效应力可以通过总应力减去孔隙水压力来计算。
这是因为孔隙水的存在会削弱土壤颗粒间的接触力，从而降低土壤的承载能力。
因此，只有考虑了孔隙水的影响，才能真正反映土壤的力学行为。
三、Terzaghi有效应力原理的应用1. 土壤力学分析：Terzaghi有效应力原理是土壤力学分析的基础，可以用于计算土壤的稳定性、承载力和变形等参数。
通过分析土壤中的有效应力分布，可以预测土壤的力学行为，为工程设计提供依据。
2. 岩土工程设计：岩土工程中经常需要考虑土壤的承载能力和变形特性。
Terzaghi有效应力原理可以帮助工程师预测土壤的行为，并确定合适的基础设计和地基处理方法。
3. 地下水的流动：地下水的流动对土壤力学行为有重要影响。
Terzaghi有效应力原理可以用来分析孔隙水压力对土壤的影响，并预测地下水的流动路径和速度。
4. 土壤侵蚀研究：Terzaghi有效应力原理可以用于研究土壤侵蚀的机制和影响因素。
通过分析土壤中的有效应力分布，可以揭示土壤侵蚀的规律，并提出相应的防治措施。
四、结论Terzaghi有效应力原理是土壤力学中的重要概念，对于理解土壤的力学行为和进行工程设计具有重要意义。
通过考虑土壤中的有效应力分布，可以预测土壤的承载能力、稳定性和变形特性。
第33卷 第2期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.2 2011年2月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Feb. 2011 关于有效应力原理的几个问题李广信（清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084）摘要：分析了关于饱和土体有效应力原理的一些错误的概念和理解，针对在饱和土中的孔隙水压力是否需要折减，黏性土的结合水能否传递水压力，试验中和原位孔隙水压力和地下室浮力的量测以及岩石、混凝土和黏土中有效应力原理的实用性等问题进行了讨论。
指出长期的工程实践和大量的试验成果表明有效应力原理对于饱和砂土和黏土都是适用的和有效的。
关键词：有效应力原理；孔隙水压力；结合水；孔压的量测中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2011)02–0315–06作者介绍：李广信(1941–)，男，黑龙江宾县人，博士，教授，从事土的本构关系等方面的研究。
E-mail: ligx@。
Some problems about principle of effective stressLI Guang-xin(State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: Some mistakes and wrong concepts about the principle of effective stress in saturated soil are pointed out and analyzed. Some problems in the field are discussed, for example, the reduction of pore water pressure in clay, the diffusion of bound water in clay, the accuracy of the principle of effective stress in rock, concrete and clay, the measurement of pore water pressure in clay and uplift pressure on basement. Through the long processs of practice and experiments, a conclusion is drawn that the principle of effective stress is applicable and effective in both saturated sand and clay.Key words: principle of effective stress; pore water pressure; bound water; measurement of pore water pressure0 引 言J.K.Mitchell认为太沙基关于饱和土体的有效应力原理是土力学的“拱心石”[1]，亦即是石拱结构中封顶的那一块石头，可见其重要性。
经典土力学中的太沙基一维渗流固结理论，比奥固结理论，土的排水与不排水强度及其指标，Skempton的孔隙水压力系数，水下土体的自重应力与附加应力的计算，渗透变形，土中水的压力（扬压力与侧压力），地基的预压渗流固结，有水情况下的极限平衡法边坡的稳定分析等课题，都是建立在有效应力原理基础上的。
太沙基的有效应力原理也是土力学能够成为一门独立的力学学科的标志性理论。
可是近年来，笔者所见到很多与有效应力原理相悖的中国文献（发表或未发表），它们都涉及到黏性土中的浮力、自重应力计算和水土合算与分算等问题。
其作法或者是将孔压u打折，或者是将压力的计算面积折减，或者不承认某些黏性土内存在孔隙水压力。
实际上有意或无意在推翻或者改写有效应力原理。
近年来出现的关于基坑支挡结构物上的水土合算[2]，地基基础浮力计算的折减[3]与用饱和重度计算有效自重应力[4]等都在工程设计中广泛应用，但其也是有悖于有效应力原理的。
1 关于有效应力原理的推导一位作者在其文章开头就声称：“土力学中太沙基的有效应力原理几十年来有一个根本错误没有被发现。
”他认为应由式（1）改为式（2）uσσ′=+，(1)(1)n nuσσ′=−+，(2) 式中，n是土的孔隙率。
还有一位认为孔隙水压力只与土孔隙内的自由水有关，式（1）中的孔压u应表示为wu hξγ=，(3) 式中，ξ是饱和土截面上自由水所占的面积与孔隙总面积之比[5]，被称为水压率，h为该点的总水头。
───────基金项目：国家973计划项目（2010CB732103）收稿日期：2010–08–23316 岩 土 工 程 学 报 2011年1.1 孔隙水压力折减的一种推导某作者举出这样一个例子：在一个筒形的桶中装满了饱和土，在计算该桶中土的重量时，他使用“水土合算”与“水土分算”，并认为“分算”更合理。
（1）所谓的水土合算1sat W Ah γ= ， (4) 式中，γsat 为土的饱和重度，A 是桶的面积，h 为桶的高度。
这无疑是正确的，因为这是可以直接量测的。
则桶底的竖向总应力为1sat z Wh Aσγ== ， (5)这无疑也是对的。
（2）所谓的水土分算土骨架的重量为s W Ah γ′=，土中孔隙水的重量为w w W Ahn γ=，则总的重量为2s w sat w (1)W W W Ah Ah n γγ=+=−− ， (6)总重量比式（4）少了w (1)Ah n γ−。
桶底的竖向有效应力为s z Wh Aσγ′′== ， (7)桶底的孔隙水压力为w w Wu hn Aγ== ， (8)竖向总压力变成w z z u h hn σσγγ′′=+=+ 。
(9)可见孔隙水压力对静水压力有所折减，这与式（3）类似。
很容易发现，作者在推导桶底的总重量和桶底的竖向孔隙水压力时忘掉了颗粒上的浮力对于水的反作用力w (1)Ah n γ−这一项。
因而式（9）是错误的。
1.2 有效应力与颗粒内的应力提出式（2）这样有效应力原理公式的通常是其他专业的技术人员，其对土力学的基本概念较生疏，按照图1很容易得到式（2）这样的结论。
图1 有效应力原理的错误理解示意图Fig. 1 Sketch of wrong concept about principle of effective stress在图1所示的土体中，一平面a -a ，则其切割的平均颗粒面积为A (1-n )，切割的平均孔隙面积为An ，认为颗粒切割面上的应力为σ′，孔隙水压力为u ，则会得到式（2）这样新的有效应力原理表达式。
原因在于对有效应力这一概念理解错误。
所谓有效应力σ′其实是一个虚拟的物理量，它是单位面积土体中的所有土颗粒间接触点力在一个方向上的分量之和，所以它既不是颗粒间接触点的实际应力，也不是切割各颗粒断面处的法向应力。
粗粒土颗粒接触应力常常达到矿物的屈服应力，所以实际接触面积可表示为c /y A P σ′= ， (10) 式中，P ′为颗粒间作用力的法向力，σy 为颗粒矿物的抗压屈服强度。
A c 为颗粒的接触面积，可见颗粒的接触面积是很小的，可以忽略不计。
所以在土力学教材中推导和解释有效应力原理通常用图2表示。
图2 解释和推导有效应力原理的示意图 Fig. 2 Sketch of explaining principle of effective stress在饱和土体中，总面积为A ，总的荷载为σA ，σ为竖向总应力。
取a -a 曲面通过各颗粒间接触点，在各接触点处的接触力P s 的作用力大小和方向是随机的，都可以分解为水平和竖向的两个分量，竖向分量 为P sv 。
考虑a -a 面上的竖向力的平衡：sv c(1)i P u Aσα=+−∑ 。
(11) 因为有效应力σ′是所有土颗粒间接触点力在平面法向上的分量之和除以土体的总截面积，所以它就是式（11）中的第一项；而接触面积比αc =∑A c i /A 可以忽略，就得到了式（1）的基本表达式。
根据图1的剖面也可以推导出有效应力原理式（1）。
在图3中，截面a -a 切割第i 颗粒，颗粒四周 作用有孔隙水压力u ，颗粒间所有接触力合力在竖向分量为P sv i ，则固体颗粒断面上的应力为σs i =u +P s i /A s i ，其中A s i 为第i 个颗粒的截面积。
图1中a -a 所切割的所有固体颗粒平均总面积为s i A ∑=A （1－n ），a -a 断面切断的平均总孔隙面积为An 。
切割的所有颗粒断面面积上总的竖向力为 1s s sv s sv ()(1)i i i i i P A P uA P Au n σ==+=+−∑∑∑，(12)颗粒一部分水压力u，断面上所有颗粒间水压力uAsi同样是构成有效应力的组成部分，并非只是颗粒间的接触应力，式12比有效应力大，解释海底的颗粒内力很大，有效应力为0第2期 李广信. 关于有效应力原理的几个问题317在切割的孔隙水的面积上总的竖向力为P 2＝Aun 。
(13)考虑a -a 平面的竖向力平衡，有12sv (1)i P P P P Au n Aun =+=+−+∑ ， (14) sv iP P u A A=+∑ ， (15) 由于总应力σ＝P/A ，有效应力σ′=svi /P A ∑，则 u σσ′=+ 。
(16) 这里的关键是颗粒内的应力σs i 或者所有颗粒内的平均应力s s s ()/i i A A σσ=∑并不是有效应力。
在万米以下的深海海床表面，土的有效应力为0，而每个颗粒内部的应力σs i 都等于孔隙水压力1000 kPa 。
图3 被切割的i 颗粒的静力平衡 Fig. 3 Static equilibrium of particle cut i2 黏性土结合水是否可传递水压力不少人无条件承认饱和粗粒土的有效应力原理，可是由于黏土颗粒表面存在结合水，像图２那样的接触点面积是否可以忽略？结合水不同于自由水的性质是否会影响孔隙水的流动和压力传递？有效应力原理是否“有效”？于是各种怀疑、否定和修正都集中在黏性土上。
可是回顾土力学的历史，像太沙基和比奥固结理论，预压渗流固结理论与工法，饱和土的不排水强度指标等主要是建立在黏土的有效应力原理基础上的，推翻了黏土中的有效应力原理，土力学几乎需要重写。
实际上大量的试验、工程实践都表明式（1）这样的有效应力原理表达式对于饱和土（砂土和黏土）都是近于完美的反映了实际情况[6]。
