中性应力和有效应力

土是一种以固体颗粒为骨架的有孔物质，孔隙中部分地或全部充满着水，水不能承受剪应力，但能承受正应力，所以饱和土体中某平面上由荷载引起的剪应力只能由土骨架承受，而正应力则可能由土骨架和孔隙水共同承受。由于正应力中由孔隙水传递的那一部分只能对土粒四周或不透水边界加压，并不能使土骨架受力和产生体积压缩，也不直接影响土的抗剪强度，土的压缩和强度实际上是受土骨架传递的那一部分正应力所控制，所以土力学中常将由孔隙水传递的正应力部分，称为中性应力(u),而将由土骨架传递的正应力部分，称为有效应力(σ′),两者的代数和称总应力（σ）。为了确定实际控制土的力学效应的有效应力，需先确定被考虑平面上的总应力，然后按照该平面上孔隙水的受力条件确定中性应力（包括静水压力和可引起水流动的超静水压力）， 有效应力就可用代数式σ′=σ-u计算。

自重应力和初始应力

在研究自重应力时，通常把天然地面下的土体理想化成为一个以水平面为边界的、水平向均质同性的半空间体，土层分界面也被假定成水平面。这样的土体在水平面和垂直平面上都不会由于自重产生剪应力,所以这些面都是主平面,它的自重应力状态就可用三个主应力表示（见图）。对正常压密的土层，距地面深度h处的垂直总应力为σ1=∑γihi，式中hi和γi分别为第i层土的厚度和容量。与σ1相应的有效应力σí=σ－u。当孔隙水处于或接近于静止状态时，在地下水位处u=0；在地下水位以下某一深度z处u=γwz;在地下水位以上的毛细水饱和区中的某一高度z′处u=－γwz′，式中γw为孔隙水容重。 距地面h深度处的水平有效应力则可表为σ姟=σ岉=K0σí,式中K0为计算点所在土层的静止侧压力系数，可通过试验或按经验公式估计，其值一般小于 1。如果现地面是经过地质剥蚀后遗留下来的，或者所考虑的土层曾受过其他的超压密作用,则K0可能大于1。这样求得的σ1、σ2和σ3就代表天然土层中一点的应力状态。