扩展饱和土壤的真正有效应力概念,上面等式中的可以被认为是非饱和土真正或有效晶粒间的应力。净正应力−,包括上式右手侧的前两个式子,是个从个粒子到相邻粒子传播的球形应力第类型,而其余应力分量是相邻颗粒之间必须平衡的局部应力分布第类型。这些组分的大小可能会沿土颗粒变化而改变并在晶粒接触处达到极大值成为真正晶间的部分压力第类型。应该记住的是,从粒子间力升级到晶粒间力所采用的简单的维力平衡分析达到了概念上的目的。粒子间力到宏观压力的数量升级在过去直是密集的研究课题例如和。宏观应力的定义里骨架物理化学的力,和孔隙压力相互作用具体特征是复杂的,取决于土的结构。各种并行连接模型已被提出,例如,有和,还有和。提出了种串联模型。年推断的串联模型可能更适合密实的黏土,而和的并行模式可以更好地适用于松散的粘土。迄今为止,适用于非饱和土的广义高级模型仍然有待发现。颗粒间的应力分量的大小在过去的年左右的时间,界面物理的进步使前面所介绍的粒子间局部应力可用个半定量的方法描述。图描述了颗粒间应力的上限,作为各颗粒尺寸颗粒间应力机制的函数。用来获取这些粒子间应力范围的分析方程也广泛可用文学例如,和。图描绘出类似作为孔隙水饱和度程度函数每个机制的上界。颗粒之间的胶结结果是土壤颗粒和粘合剂之间形成的共价或离子黏合。这个粘合剂被认为形成个粒子之间新的固相,虽然它最初可能是固体或溶质的胶结反应前进入土壤系统。土壤中产生的黏聚应力的大小通常从干净粒到约千帕的上限。相比之下,由于胶结形成的颗粒间应力在图和图的两种情况认为是常数。范德华力是接近表面的相邻原子之间的电磁场相互作用,因此是累积的。般来说,最明显的间隔距离小于。根据土壤的颗粒大小,类型和几何形状,和它们之间的介质类型例如,孔隙水,范德瓦耳斯力提供了个从宏观上有吸引力上限达大约粒子间的应力,见图所示。由于接近土壤颗粒之间的媒介属性哈梅克常数和高度依赖于含水量,范德华吸引力的大小的相关联间隔距离是取决于饱和度和通常会增加零饱和度的上限图。在很大程度的饱和度,间隔距离会增加和范德华吸引力指数下降。吸入压力特性曲线概念的影响由概念计算出真正的有效应力遵循在饱和土力学定义的经典有效应力,即,有效应力是那部分总应力产生可衡量的影响,如压实或剪切阻力的增加。因为直接描述颗粒间的应力状态,更般方法解决应力和应变问题成为可能,通过消除需求集中在个特定的失效标准或机制。连续介质力学形式主义,变形和稳定性上分析了直接导致变化的应力状态。接着的概念,这个应力状态被认为是个非饱和土的特征函数,从而结合广泛接受的土水特征曲线的概念,用于描述吸入水分特征和吸入液压导电特性的渗透系数函数。经典土力学是保存在的框架内,最传统的土力学理论可以直接扩大到包括非饱和状态。以卢和为例,提出了个理论直接应用吸应力的概念来计算侧向土压力。和通过考虑基于吸应力的概念在微观理论框架应力研究滞后在毛细管诱导粒子间的力。最近的次等人的研究表明,它是可能的拓展经典土力学理论和有效应力的概念来描述的非饱和的应力应变行为的路面路基材料。卢和格里菲斯使用吸入压力吸应力的概念修正在非饱和土壤沉着物在稳态渗透和蒸发条件下近地表的有效应力分布模型。图和,和和等人在−空间和−空间的数减少。图,吸入压力特性曲线,等人,和的数据减少和和的数据减少和和和的数据减少。吸入压力出现接近高吸力的上限的事实在非饱和的土壤现有的概念化的应力状态具有重要的理论和现实意义。例如,对于粘性土,基质吸力范围从大约到仍然是重要的流变性质。然而,的基质吸力导致在吸应力具有相同的数量级是不太可能的。必须认识到,基质吸力不能完全受应力状态影响,除非该系统保持饱和,因而是个等效连续介质即,因为吸力少于空气输入值。因此,有人可能认为,使用基质吸力作为个独立的应力状态变量和可能在概念上还是物理上不是很便捷。等人提出了个类似的争论,认为基质吸力是孔隙尺度概念,净正压力是个宏观概念。他们进步认为,使用基质吸力和净正应力为独立应力状态变量需要个混合的尺度,是与以连续介质力学为多相形式系统不致的。另方面,有效应力的概念,需要基质吸力的大小和有效应力参数χ两级的知识。在较大的吸力,吸应力可以达到数百千帕,但有效应力参数用来量化矩阵吸力的直接影响的应力状态可能是非常小,使其测定受固有的不确定性,实验困难,导致不能准确的计算有效的压力。这里提出评估的有效应力的框架完全消除所有这些概念误区和实践局限性。可以不做修改被直接量化通过传统的非饱和剪切强度测试例如,基质吸力通过轴或直接剪切系统轴平移控制。因为也可以被描述为个含水量或饱和度的函数,传统的实验室剪切强度测试程序可能会大大简化通过开展含水量控制的测试,而不是抽吸控制测试。通过描述的含水量的功能,非饱和土潜在的实时现场监控的应力状态显著增强,因为我们的电流能力测量含水量原位例如,使用时域反射计远远超过测量吸力原位,例如,使用张力或湿度计。总结和结论的概念提出了种基于微观力学颗粒间力的考虑和经典概念的有效应力,分成种类型的粒子间的力通过土颗粒传播的主动力活跃的在颗粒间或附近的主动力被动,或抵消在颗粒间或附近的被动力。吸应力,加上净正应力,完全定义由于所有已知的物理的非饱和土的有效应力,包括总应力,孔隙气压力,物理化学应力,化学胶结作用,表面张力,和负孔隙水压力。非饱和土真正的晶粒或有效应力的推导由公式定义,它是由净正应力,饱和土壤的粘结应力,吸入压力是个非饱和土的特征函数。由文献中的各种非饱和土类型强度测试结果验证和证明的存在和特征。通过考虑计算出有效应力代表莫尔库仑破坏和临界状态的失效。从传统非饱和土抗剪强度试验确定了。基吸应力和相关的代表实际颗粒间非饱和土的应力,吸入压力概念的自然延伸经典有效应力原理。因此,大多数传统的土壤力学理论可能直接延伸到非饱和条件。是非饱和土的个固有的特征函数。因此结合的概念用于描述吸入含水量特征和导水率函数来描述吸入液压电导特性。,和与起定义要描述非饱和土的瞬态应力现象必要的特征函数。非饱和土吸应力特性曲线。吸应力特性曲线的实验验证从文献中记录的非饱和抗剪强度试验结果可用于验证和演示非饱和土吸应力特性曲线的概念。例如,图,提出了淤泥和冰碛物等人等人在平均总应力和偏应力抗剪强度试验空间数据,基质吸力的范围从饱和状态到。图显示了使用吸入应力的概念计算得到相应的有效应力,其中在平均总应力图空间中看似不相关和分散数据点转换为在莫尔库仑破坏包络线对应的每个土壤饱和状态数据点下降相当密切。和等人图观察针对摩尔库仑破坏包络线其抗剪强度数据有点偏差远离,由于从饱和到非饱和状态过渡中的摩擦角的细微变化。对于等人假定恒定的摩擦角的剪切强度数据基于非饱和土吸应力特性曲线匹配莫尔库仑破坏包络线没有偏差。图显示了粘性土的类型另外组剪切强度得到的结果和。基质吸力对这些测试从变化到,此外,相对分散的数据图可以转换成密切跟随饱和状态摩尔库仑失效有效应力,认为是考虑了非饱和土吸应力特性曲线的概念图。非饱和土吸应力特性曲线概念临界状态的有效性在图中用高岭土和,压实粉土和,淤泥等人组实验数据得出。这些测试采用基质吸力范围从到。见图,两个饱和和非饱和条件独特的临界状态线明显是高岭土和淤泥。临界状态线是从每种土壤中合理的得到。图,淤泥和冰碛物概念,莫尔库仑失效吸入压力的实验验证,等人和等人在−空间中数据的减少−空间。图,黏性土莫尔库仑失效吸入压力概念的实验验证,和和在−空间数据的减少−空间。由图和从实验数据说明的计算出吸压力特性曲线可以在图中可得出。般来说,遵循个幂函数在饱和状态从零变化不超过几百个。吸入压力也近似接近基质吸力的恒定值,表明个实际可能存在典型非饱和土的上界。的区别是的净正压力,的区别是基质吸力。对于χ等于对应于完全干燥的条件下和χ等于统值对应的饱和情况下时,公式简化为空气或水饱和土的太沙基有效应力公式,当χ在与统值之间时,公式第个式子χ描述成吸力对有效应力的影响。毕晓普的做法,非饱和土的宏观工程性质用公式中在饱和土力学的既定框架内定义的有效应力来描述。例如,剪切强度,可以用修改后应力表达式转换为经典摩尔库仑破坏准则来描述。−χ其中,是有效