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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。
土力学第三版复习题附答案1、粉土的工程性质介于砂土和黏性土之间。
2.粘土含量越大，粒径越小。
比表面积越大，亲水性越强，粘土的塑性指数越大。
3、粒径小于0.005mm的颗粒含量不超过10%的粉土称为砂纸沿途。
4、矿物按生成条件分为原生和次生。
5、塑性指标ip=wl-wp，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了黏性土及其三相组成_等因素。
因此规范规定10-17为粉质粘土，大于176.漂石粒径大于200mm。
7、三种主要的粘土矿物为蒙脱石；伊利石；高岭石。
8、土的结构一般分为蒙脱石；伊利石；高岭石。
9、地下水位以下的土是三相体系。
10.颗粒级配曲线越平滑，不均匀系数越大，颗粒级配越好。
为了获得更大的压实度，应选择级配。
土壤材料用作填充或砂垫层的土壤材料。
1、试比较直剪仪与三轴仪的优缺点。
直接剪切仪的优点：结构简单，操作方便缺点：限定剪切面不一定是最薄弱面；剪切面上剪应力分布不均匀；剪切面在剪切过程中是逐渐缩小的；不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力三轴仪的优点：能较严格地控制排水条件；剪切破坏面为最薄弱面缺点：测试设备和流程相对复杂；试样的应力状态是轴对称的，这可能与实际土壤的应力状态不一致。
2、某地基的渗透系数很小（k<8×10-8cm/s），若在其上修建水闸，需验算不同时期的稳定性，试问：（1）如果采用快速施工方法，应使用什么方法来确定竣工时的抗剪强度？（2）如果采用缓慢施工法，应使用什么方法来确定竣工时的抗剪强度？（3）水闸建成后经较长时间才投入使用，则应采用什么方法确定抗剪强度？3、阐述朗肯土压力理论与库仑土压力理论各自的适用范围。
朗肯土压力的适用条件：（1）挡土墙背面垂直光滑，墙与填土之间无摩擦，剪应力为零。
（2）挡土墙后面的填充面是水平的。
库伦土压力的适用条件：（1）墙背俯斜、倾角为ε；（2）墙后填土为松散的散粒体，因此库仑土压力理论只适用于无粘性土；（3）.填土表面倾斜与水平成β角；（4）.墙背粗糙、有摩擦力，墙与土之间的摩擦角为δ。
精心整理2-10章第二章2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，称得总质量为72.49g ，经105℃烘干至恒重为61.28g ，已知环刀质量为32.54g ，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。
解：3/84.17.2154.3249.72cm g V m =-==ρ2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。
解：（1）VV m WV s sat ρρ⋅+=W S m m m += SW m m =ω设1=S m ρω+=∴1V（2）()3'/87.0187.1cm g VV V V V V V m V V m W sat W V Ssat WV W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-=ρρρρρρρρρ （3）3''/7.81087.0cm kN g =⨯=⋅=ργ 或3'3/7.8107.18/7.181087.1cmkN cm kN g W sat sat sat =-=-==⨯=⋅=γγγργ2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3，含水量9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比e 和相对密实度Dr ，并评定该砂土的密实度。
解：（1）设1=S V 整理上式得()()656.0177.1167.2098.0111=-⨯+=-⋅+=ρρωWS d e（2）595.0461.0943.0656.0943.0min max max =--=--=e e e e D r （中密）2-5、某一完全饱和黏性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2.73，液限为33%，塑限为17%，试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该黏性土的分类名称和软硬状态。
