有效应力原理是否存在

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1、有效应力原理是否存在？李伟利广东南海国际建筑设计有限公司，广东佛山528000摘要：本文通过学习，对有效应力原理提出质疑，并从本构模型、孔隙水压、渗透固结、进行分析，认为：有效应力原理从理论到实践，都存在着巨大缺陷，是经不起实践和检验的，有效应力原理是不存在的。关键词：有效应力原理；本构模型；孔隙水压力；渗透固结有效应力原理，作为土力学的核心自诞生的那天起，一直被世界各国地质学家们所推宠。仅管其间，也曾有一些学者对有效应力原理怀疑、并提出批评，却丝毫没有影响其原理的应用、推广。如“1935年秋,太沙基回到奥地利,而等待他的,却是对他的土力学基本原理持怀疑态度的同僚们的猛烈批

2、评文章。太沙基与付略里希。联名发表了三十三页的答复文章,充分地论证了土力学原理是正确无误的”[1-26]。 近年来国内的一些学者，对有效应力原理也提出了一些看法，却被认为是“有意或者无意推翻或者改写有效就力原理”[2]。那么；有效应力原理究竟有没有问题？能否作为土力学的基石？能否引导土力学朝着正确的方向发展？是我们岩土人必须面对的问题。确切地说，有效应力原理，作为土力学的基础理论、引导着土力学也快接近百年了。它既不象传统的经典理论，象万有引力那样、有放之四海而皆准，不变永恒的魅力；也不象浮力原理（阿基米德.前287年-212年）那样简单、明了、适用；所更具个性的是“自Ros

3、coe与他的学生(1958～1963)创建剑桥模型至今，各国学者已发展了数百个本构模型，但得到工程界普遍认可的极少，严格地说尚没有”[3]。而今；更有人把有效应力原理应用到混凝土、煤层、沥青路面。继续幻想着它、能够解决更多的问题。难道有效应力原理真的那么有效？以我看、就目前地质界的普遍认可、信赖的基础上，不断发现有效应力原理、存在诸多问题和争议。如果要以审视、质疑的眼光、看待有效应力原理，那问题可就大多了。规结起来可以得出：有效应力原理，是不存在的；是不能真实地反映、无粘性饱和土体、应力应变本构关系的；有效应力原理，在模型的设计上有缺陷，环境条件的假设、与实际情况差异较大；

4、推理不严谨，表达式、概念、违背基本的物理学常识；似是而非的想当然、多于理性的实践；事实上、有效应力原理，只讲了砂土（无粘性土）在渗透过程中，砂土的自重与浮容重之间的关系，其实质、是地下水的静力学问题、是阿基米德定律在地下水运动过程中的一般现象。如果把它的作用加以放大，再将这一现象、赋予复杂的土力学应力－应变关系、或单纯的以此建立土力学模型，可能是土力学本构模型理论，难有重大突破的重要原因。长此以往，可能对岩土力学的研究、发展，造成灾难性的后果。1有效应力原理及力学模型１．1有效应力原理（本节内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布）科技名词定义：中文名称：有效应力原理。英文

5、名称：principleofeffectivestress所属学科：水利科技（一级学科）；岩石力学、土力学、岩土工程（二级学科）；土力学（水利）（三级学科）　　太沙基（K.Terzaghi）早在1923年就提出了有效应力原理的基本概念，阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力--应变关系上的重大区别，从而使土力学成为一门独立学科的重要标志。这是土力学区别于其他力学的一个重要原理。我们知道土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担，但是只有通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。而通过孔隙中的水气传递的孔隙压力对土

6、的强度和变形没有贡献。这可以通过一个试验理解：比如有两土试样，一个加水超过土表面若干，我们会发现土样没有压缩；另一个表面放重物，很明显土样被压缩了。尽管这两个试样表面都有荷载，但是结果不同。原因就是前一个是孔隙水压，后一个是通过颗粒传递的，为有效应力。就是饱和土的压缩有个排水过程(孔隙水压力消散的过程),只有排完水土才压缩稳定.再者在外荷载作用下，土中应力被土骨架和土中的水气共同承担,水是没有摩擦力的,只有土粒间的压力(有效应力)产生摩擦力(摩擦力是土抗剪强度的一部分)　　Terzaghi从试验中观察到在饱和土体中土的变形及强度与土体中的有效应力σ′密切相关,并建立了有效应

7、力原理:　　σ=σ′+μ　　式中:σ为平面上法向总应力,kPa;σ′为平面上有效法向应力,kPa;μ为孔隙水压力,kPa。有效应力原理阐明了碎散颗粒材料与连续固体材料在应力—应变关系上的重大区别,有效应力原理表示研究平面上的总应力、有效应力与孔隙水压力三者之间的关系:当总应力保持不变时,孔隙水压力与有效应力可以相互转化,即:有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加。1．2有效应力原理力学模型及文本参考为了准确的对有效应力原理、进行描述。根据有关专家的推荐建议，本人采用了黄文熙《土的工程性质》北京：水利电力出版社，1