有效應力原理是土力學中的一個基本概念,指的是在土體受到外力作用時,只有一部分應力能夠引起土的變形和抗剪強度。
有效應力原理表明,在土體中,應力由土骨架和其中的流體(如水或氣)共同承擔。然而,只有那些通過土顆粒傳遞的應力才會導致土的變形和產生抗剪強度,而流體中傳遞的孔隙壓力對土的強度和變形沒有貢獻。這一原理可以通過實驗來理解,例如,當在兩個土樣上施加相同的荷載時,一個是通過增加孔隙水壓力(即水覆蓋土表面),另一個是通過直接在土樣上放置重物,結果發現只有後者導致土樣壓縮。這是因為前者施加的是孔隙水壓,而後者則是通過顆粒傳遞的有效應力。
有效應力原理在土木工程和地質工程領域有著廣泛的套用,特別是在土壤力學和岩土工程中。它幫助工程師更好地理解土壤的行為,從而設計出更安全、更有效的工程結構。