非饱和土的非线性应力—应变关系探讨

非饱和土的研究正日益受到重视，其本构关系则是当前研究的重点之一。非他和土是固、液汽三相复合介质，其本构关系包含着多方面的内容。本文仅对非饱和土的应力一应变关系进行探讨。一、理论基础近年来，笔者曾提出一个非他和土有效应力的理论公式：。＝。－N＋xN一月w）（1）k“x“7h：（2）“k”、～式中，。’、。、11。、尸w、x、y入”依次为有效应力、总应力、孔隙气压力、孔隙水压力、有效应力参数、孔隙率为n和孔隙率为sn的土体变模量，S为饱和度。式（2）赋与参数X明确的物理意义，并可由试验测定。应当指出：（豆）、（2）两式…     

土中的应力--错误的自重应力计算公式

土力学中和土的应力有关的应力包括自重应力、附加应力和总应力。早在 195 7年 ,水力电力出版社就出版了一本由清华大学老师编写的《土力学与基础工程》(以下简称 195 7年书 )。在该书的第 10 3页中对自重应力、附加应力和总应力都有明确定义 :“在没有修筑建筑物之前 ,地基中由于土的自重作用而已经存在的应力称为自重应力 (或常驻应力 )。修筑建筑物之后 ,由于建筑物荷载的作用而在地基中产生的应力称为附加应力。自重应力和附加应力合起来构成地基土中的全部应力场。为计算方便起见 ,地基中的自重应力和附加应力通常分别考虑。欲求地基中…     

应力铲试验在粉土场地的应用

本文简要论述了应力铲试验（简称ＴＰＴ）在粉土场地的应用方法与成果分析，提出了利用应力铲土性指数ＩＴ来划分土类的方法和部分土类的划分标准，文中还建议在应力铲上安装孔压传感器，以进一步提高ＴＰＴ的准确性。     

关于"三向应力作用下的Rankine被动土压力公式"讨论的答复

双剪强度理论是俞茂宏先生提出的并在金属材料和岩土工程材料等方面得到了广泛应用。“三向应力作用下Rankine被动土压力公式”（以下简称原文）一文基于双剪强度理论在平面应变问题中的应用，推导出了三向应力作用下Rankine被动土压力公式，并通过实例演算证明了其公式的实用性，进一步推广应用了双剪强度理论。郝丽霞对原文进行了有关讨论（即“讨论文”），     

土的自重应力新探

土的自重应力分布是土力学的基本理论之一,对于地下水位以下饱和粘性土中的自重应力分布目前学术界尚无定论。本文分别从浮力原理和有效应力原理出发,探讨了渗流作用下土的自重应力分布问题,揭示了地下水竖向渗流对土的自重应力分布的影响作用,解决了地下水位以下饱和粘性土中的自重应力分布问题。本文研究成果显示,在多层含水层系统中,由于地下水水头分布的不同,地下水在地下水位以下饱和粘性土中可能产生负浮力、零浮力、欠浮力、静水浮力或超浮力,土的自重应力分布与传统方法计算结果有很大的差别。正是由于地下水竖直方向的渗流影响,造成了长期以来对土的自重应力的低估或高估,以及对土的应力历史的误判。因此对土力学以及岩土工程中的许多问题比如土压力问题、地下水的浮力等问题,需要重新审视。     

粒间应力、土骨架应力和有效应力

有效应力的概念和有效应力原理对于土力学具有奠基性的意义。但对于诸如"有效应力是虚拟的应力还是真实应力","有效应力方程是否需要修正"等问题在土力学界一直存有争议,尚没有形成共识。在明确有效应力就是不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力的基础上,由土颗粒间力的平衡分析和土骨架单元体的平衡分析得到有效应力与总应力以及孔隙流体压强关系的表达式。对于饱和土,这一表达式就是Terzaghi的有效应力方程。表明Terzaghi的有效应力是真实的物理量,具有明确的物理意义,Terzaghi的有效应力方程不需要做任何修正。文中阐明了有效应力、粒间应力和土骨架应力的物理意义及其相互关系。说明在分离考虑孔隙流体压强作用的情况下,有效应力、粒间应力和土骨架应力三者可以是一致的,即不包含孔隙水压强作用的粒间应力和土骨架应力就是有效应力。土骨架应力可以分成孔隙流体压强产生的土骨架应力和有效应力两部分,两者都对土体的变形和强度有贡献,但是作用效果不同。在孔隙流体压强作用对土体的变形和强度的贡献可以忽略的条件下,有效应力决定土的变形和强度。     

总应力法计算土压力的几个问题

总应力法计算土压力的几个问题魏汝龙（南京水利科学研究院２１００２４）１引言众所周知，按照有效应力原理，土骨架压力和水压力应该分别考虑。这就是说，利用有效应力法计算土压力时、水、土压力是分开计算的，例如：其中γ＇Ｂ和γｗ分别为土的浮容重和水容重；Ｋ＇ａ...     

复合地基桩土应力比的研究

复合地基的基本特点是地基中的加强体与地基中的自然土体共同承担外部荷载的作用。经水泥桩加固后形成的水泥土桩复合地基 ,其特点不同于天然地基。在外部荷载作用下 ,复合地基的应力场和位移场都发生了较大的变化 ,在桩体上将产生应力集中。桩体和桩间土共同承担上部荷载。本文研究的桩土应力比等参数是影响复合地基承载力的重要因素。１桩土应力比桩土应力比（ｎ）是指复合地基中桩顶上的平均应力和桩间土上的平均应力的比值。在桩土复合地基中设计的基本原则是使桩体和桩间土能最大限度地发挥作用。桩土应力比是反映复合地基工作性状的一…     

饱和土的有效应力

太沙基[美]1925年提出有效应力原理：决定土变形和强度的是总应力σ中的有效应力σ’，而和总应力σ中的水压强μ无关，有效应力的计算公式 σ＇=σ-μ（1） 对于有效应力原理只有定性的论证，国外由太沙基本人开始，国内如文献。甲、乙两筒底部有厚度相等的砂，受到相等的压力，只是甲筒的压力是通过钢球施加，即为有效应力，乙筒是通过水施加的，即只有水压强。如果能观察到甲筒的砂有变形，而乙筒的砂无变形，则可定性的证明有效应力原理。但由于量筒的高度有限，砂受到的压力很小，而且砂的厚度也很小，所以根本观察不到甲筒砂的变形，因此定性论证有效应力原理是失败的。     

应力路径对填土应力应变关系的影响及其应用

本文对若干砂性土和粘性土进行了多种应力路径条件下的三轴试验,以揭示应力路径对填土的应力-应变特性的影响。并针对土坝实际应力变化情况,着重探讨了等应力比（σ₁/σ₃比值为常数）应力路径条件下土的应力-应变关系的规律性。提出了较接近于等应力比试验实测成果的指数模型,并用之于研究土坝在施工期的应力及变位分布,得出应力路径对土坝变位分布计算成果有重大影响的结论。本文还将考虑应力路径的指数模型与邓肯-张不考虑应力路径的双曲线模型在土坝有限元计算中的应用作了对比。     

非饱和土的有效应力探讨

本文推导了各向异性多孔介质与非饱和土有效应力的理论公式，用三轴试验测定了非饱和土的有效应力参数，澄清了国内外一些学者近期在同类工作中的某些误解。     

不锈钢板在热力系统中的应力腐蚀分析

随着不锈钢在热力系统中的广泛应用，不锈钢“应力腐蚀开裂”造成的损失越来越大，国内外许多专家对这个问题的研究也越来越深入，本文对此问题专题研究多年，做了大量的调查，实验和分析，本文总结了大量实验结果，系统分析了事故的各种原因，提出不锈钢“应力腐蚀开裂”的新机理，特别对热力系统不同使用条件下不锈钢的选择，应用和防护提出了建议，希望能给同行以启发。     

群桩基础地基中的竖向附加应力性状研究

根据我国４幢高层建筑桩基础的共同作用分析成果，对群桩基础中桩的荷载传递特性，桩间土、下卧层土中的竖向附加应力分布特性作了研究。结果表明，群桩的荷载传递特性与单桩不同，群桩基础在下卧层地基中的竖向附加应力分布特性也明显地区别于等代深基础。按本文方法得到的群桩基础地基中的竖向附加应力，用分层总和法计算地基变形，无论是桩间土的变形特性还是桩基沉降量均与现有的实测成果比较一致     

深基坑开挖中的应力路径

土的力学性质取决于它的应力历史,应力状态和应力路径。为了认识和理解深基坑开挖引起的变化必须研究由于水平和垂直应力的释放而产生的有效应力变化。为此介绍和讨论了微裂硬粘土中１０ｍ深基坑附近的有效应力变化,比较了现场观测到的应力路径和室内试验得到的应力路径,发现连续墙前的有效应力路径与室内不排水伸长试验的应力路径相同;但是,那些墙后的应力路径,除应力状态接近主动破坏外,与室内对原状土不排水压缩试验得到的也不尽相同,通常假定的基坑迅速开挖中的不排水性质似乎在墙后土体中也没有保持。     

水泥粉喷桩地基桩土应力分布研究

本文通过离心模型试验，对广州地铁广钢站无承台水泥粉喷桩复合地基中的桩土应力进行分析。结果表明，桩距一定时，增大外加荷载，桩土应力比有所降低，但变化不大；当外加荷载不变时，随着桩距的增加，桩土应力比提高且幅度较大。     

表土沉降阶段煤矿立井井壁破裂应力分析

煤矿立井井壁的破裂一直是一个未能很好解决的重大课题，主要原因是井壁设计时未充分考虑温度应力的影响，致使井壁的强度不能满足正常使用的要求。为此，分析了立井井壁温度应力的形成及其对井壁破裂的重要作用。从物理学中的热胀性原理及热传递理论入手，全面考虑了固体力学中的热弹性理论、材料力学中的静不定问题的求解方法以及土与弹性固体之间的相互作用原理，着重研究了作用于井筒外壁上的摩擦力分布规律，推出了求解温度应力的解析公式，并通过具体算例分析了立井井壁危险层面处的各应力成分。分析结果表明，危险层面上的竖向温度应力高达80％，环向温度应力高达70％，因而得出了“温度应力才是导致立井井壁破裂的最主要因素”的重要结论。所得结果不仅可用于煤矿立井井壁的设计，而且还可用于立井井壁破裂原因的分析及相应事故的鉴定。     

关于“关于有效应力原理的几个问题”的讨论

拜读李广信先生在本刊2011年2期发表的“关于有效应力原理的几个问题”一文（以下称李文）后，就文中涉及的几个问题与李先生商榷。     

土的应力方向依赖性(I):概念与现象

土的应力方向依赖性是指土的力学特性随应力方向改变而改变的性质,包含两层含义:一是材料的方向性,即土的各向异性,是应力方向依赖性产生的内在原因;二是应力的方向性,即通常所说的“应力主轴旋转效应”,是应力方向依赖性的外部客观条件。以材料各向异性主轴和应力主轴的位置关系分类,相关试验研究可划分成“应力不转、试样旋转”和“旋转应力、试样不转”两类。诸多证据表明,材料的方向性与应力的方向性之间存在某种密切的关联。随着各向异性主轴和应力主轴发生相对旋转,试样所表现出的力学性质存在显著的差异。旋转角度相同时的剪切试验研究表明(包括直剪试验、三轴试验、定轴剪切试验等),旋转角度、潜在滑移面位置和试样的强度与变形之间存在某种特定的关系。通过对比梳理两类试验的试验原理与重要结论,明晰了土应力方向依赖性的试验研究框架,为相关研究提供一些新的思路,以期抛砖引玉,引起广大岩土工作者对该问题的思考。     

从应力说起

对土木工程师而言,应力是一个常用的词。应力分析是土木工程师的基本功。应力是学习材料力学（国外称材料强度）时应掌握的—个非常有用的基本概念。近年来笔者在阅读、学习一些关于有效应力原理,摩尔-库伦理论,以及其它方面的“新发展”,“新理论”时,觉得有必要重新温习一下材料力学中这个非常有用的基本概念应力。     

变温中的常数项和一次项与温度应力关系的研究

在热弹性力学中。物体的温度应力与材料的特性（弹性模量E和线膨胀系数α）、位置坐标和瞬时温差（变温T）等因素有关。笔者通过计算和论证，发现在某些情况下，变温中的常数项和一次项与温度应力无关。也就是说，在分析计算温度应力的过程中，可以不考虑常数项、一次项变温的影响。另外。对于有一维尺寸远小于其它两维尺寸的物体，属于平面应力问题，根据弹性力学理论。上述推导过程和所得出的结论也一样适用。