5.2.3　应力变量(单变量和双变量)

对于一般工程材料,人们往往使用总应力来描述应力状态。但是对于土而言,总应力有时难以解释土的一些工程特性,于是太沙基提出用有效应力即总应力减去孔隙水压力来描述土的实际应力状态,从而可以进一步应用现有的力学理论和材料破坏准则来研究饱和土的强度和变形。随着非饱和土工程问题的增多,人们发现非饱和土由干湿变化过程引起的力学性质的变化与工程问题非常复杂,用饱和土的方法难以反映由非饱和到饱和所引起的力学性质的变化。例如一般情况下正常固结和超固结土会发生失水干缩和吸水湿胀,膨胀土和具有膨胀性的泥岩和页岩遇水后也会迅速劣化。但是对于湿陷性土来说,吸力的减少则会引起压缩(例如黄土的湿陷)；特别是对于诸如水分蒸发引起的硬壳层,湿胀干缩的作用在土内部引起的裂隙,以及雨水入渗引起的滑坡等工程问题的理论分析,人们几乎当时是一筹莫展。于是从20世纪30年代开始,人们正式对非饱和土进行研究,并一直致力于寻找类似于饱和土有效应力理论的单一应力变量,并经过多年探索,最终在20世纪70年代出现了净应力和吸力双变量理论。