經典土力學屬于工程力學，将變形固體力學的基本理論應用于土，就形成了工程實用的土力學。經典的土力學内容，其共同的理論基礎與假設是：

1) 彈性理論：假設土體為均質、各向同性的線彈性體，以此為基礎，采用彈性理論進行土體的應力和變形(或沉降)計算。

2) 靜力極限平衡法或極限分析法：在分析土壓力，岩土邊坡穩定及地基承載力等土體強度與穩定性問題時，采用假設滑動面的靜力極限平衡法或塑性力學的沿移線場解與極限分析法。

3)有效應力原理：對于飽和土體，施加的總應力s等于土體的固體骨架所承受的有效應力(σ‘)和孔隙水應力(u)之和，即：

σ‘＝σ u

4) Mohr－Coulomb強度條件：土體的強度破壞服從Mohr－Coulomb強度條件，即：

τf＝σ‘tanφ’十c’

式中 τf、σ‘分别為破壞面上的剪應力與有效正應力；σ‘與c’分别為岩土材科的有效摩擦角與粘聚力。

5) Darcy定律：通過岩土體的滲流符合Darcy定律，土體本身的滲透固結過程按Terzaghi和Boit固結理論計算。

土的力學性質

土的力學性質是建立土的強度和本構理論的基礎，而強度和本構理論的研究又進一步深化人們對土的力學性質的認識。本節介紹土的基本力學特性和重要力學特性。所謂基本力學特性，是指對所有土類和主要受力階段都有重要影響的力學性質，是土區别于其它工程材科的标志，而重要力學特性則是指對一定土類在一定受力階段有重要影響的，在其它情況下可以忽略不計。

土的基本特性有兩個，即壓硬性和剪脹性，因此土可以定義為具有壓硬性和剪脹性的工程材料。按照這一定義，堆石體也應看作土的一種。土的重要特性很多，例如非線性、流變性性、各向異性等等。

土的許多力學特性與其顆粒排列和顆粒間結合情況——即結構性有關，涉及這方面的問題将後續章節介紹。

一、 基本力學特性

壓硬性 指土的強度和剛度随壓應力的增大而增大和随壓應力的降低而降低。庫侖摩擦定律是有關壓硬性的最早表述，Hvorslev把這一定律推廣用于粘性土。至于模量方面，則下列Janbu公式是有關壓硬性的最明确的體現

式中：K和n為常數。

在土力學的理論和實踐中，人們無不自覺或不自覺地應用土的這一基本特性。軟土的 排水固結就是明顯的例證，粘土孔隙壓力研究的最終目的無非就是為了判斷有效壓應力可能增加多少。許多工程的成功和失敗正是與是否正确運用這一特性有關。例如，軟粘土上填土要求慢速施工，硬粘土中開挖則要求快速施工和及時回填。

剪脹性 指土體在剪切時産生體積膨脹或收縮的特性。密砂剪脹，松砂剪縮，早在30 年代就廣為人知。據此，Casagrande提出了表征不脹不縮的臨界孔隙比的概念。粘土的剪脹性，雖然亦早在1936年就為Rendulic發現，但長期沒有引起注意。Skempton于1954年提出著名的孔隙壓力公式

再次把粘性土的剪脹性提了出來，因A≠1／3就意味剪脹或剪縮。至60年代初，魏汝龍對土的剪脹性作了較全面的總結，此後剪脹性的概念逐漸被普遍接受。

如果把應力張量分為球張量和偏張量兩部分，壓硬性表示應力球張量對應變偏張量的 影響，而剪脹性則表示應力偏張量對應變球張量的影響。這就意味着應力球張量一應變偏 張量和應力偏張且一應變球張量之間存在交叉影響，下列廣義虎克定律不再适用

而必須改用下式代之

式中：

Kp、Kq 和Gp、Gq則可以分别稱為壓縮模量、剪脹模量、壓硬模量和剪切模量，以上表述實際上就是次彈性模型的一種。

二、重要力學特性

各向異性 引起各向異性的原因有兩個，一是天然土在沉積過程中或人工土在填築過 程中形成的，二是受力過程中逐漸形成的，與扁平形顆粒的扁平面取向于垂直大主應力方向有關，後者常稱應力引起的各向異性。本構模型中是否要考慮第一種各向異性，須視情況而定，而第二種各向異性，則在一個好的模型中應能自動包括進去。

流變性 比薩斜塔的不斷傾斜大概是土體流變性的最著名例子。粘土顆粒周圍包含有粘滞性較為明顯的水膜，因而表現出較大的流變性，而剛性骨架類土的流變性則不明顯。但實際應用中是否需要考慮流變，需視具體情況而定。有時粘土的流變也可忽賂，有時粗粒土的流變也必須考慮。土力學中常把流變分成固結流變和剪切流變，前者又稱次固結。從理論上看，這樣的劃分并沒有必要。

應力路線相關性 土體的變形特性并不僅僅取決于當前的應力狀态{σ}，而是與到達{σ}之前的應力曆史和今後的加荷方向{Δσ}有關，這兩種影響可以統稱應力路線相關性。在同一圍壓下，超固結土的抗剪強度明顯高于正常固結土，這是說明應力曆史影響的最明顯的例子。應變與應力路線相關的例證也可以在許多文獻中找到。但是，應力路線相關性的考慮不但使本構模型本身大大複雜化，也給計算模拟帶來困難，從而限制了它的實際應用價值。因而現有強度和本構理論大都忽視應力路線的相關性而采用某種唯一性假設。這些唯一性假設可能帶來多大誤差，這是多年來許多土力學文獻的研究對象。這些研究的主要結論有：①有效應力強度指标的唯一性，即粘土不排水剪切試驗測定的内摩擦角j’ 大體上等于排水剪切試驗測定的内摩擦角jd；②含水量或體應變的唯一性，即粘土試樣達到同一應力狀态時體應變大體相同(圖1a)；②剪應變的唯一性，即砂土試樣達到同一應力狀态時剪應變大體相同[σ1／σ3＝const的應力路線除外(圖1b)]。以上結論都是在簡單應力路線條件下得到的，在複雜應力路線下，尤其當應力路線發生大的轉折時，上述唯一性是得不到保證的。

應變強化 又稱應變硬化，指屈服極限随應力增大而提高，是許多土類共有的特性，具體表現為應力應變關系的非線性。

應變軟化又稱應變弱化，原指屈服極限随應變增大而降低。這是具有結構強度的土類和緊密砂土所具有的特性。

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