在剪切实验中,以一定大小的荷重恒定垂直施加于试样上,对粉体试样先经压实处理,经一定时间后,将压实荷重解除,此时试样已有一定的密实强度,然后以较压实荷重小的不同垂直作用力N进行剪切实验,可得到一组剪应力(r)和正应力(σ),将此数据作图得到一曲线,该曲线为粉体屈服轨迹。屈服轨迹接近一条直线,它在τ轴上的截距为C、斜率角为Ф。屈服轨迹的虚线部分表示张力T,可由粉体张力测定仪测定。
若以不同的压实荷重可得到许多条屈服轨迹,如图《有效屈服轨迹和有效内摩擦角》所示,将这些屈服轨迹的终点连接起来为一通过(τ一σ)坐标原点的直线,该直线称为有效屈服轨迹,其斜率角称为有效内摩擦角。
有效内摩擦角一般随压实力增大而略有降低,尤其是在低压实力下。粒度、水分、温度都会影响有效内摩擦角值。但是,静置压实时间对它没有影响,因为有效内摩擦角只是针对稳态流动而言的。动载荷下的有效内摩擦角,应根据动力试验的结果得到,也可用静载荷下的有效内摩擦角近似代替。
某一单元土体的有效内摩擦角的正切值,等于土体在已确定的条件下,受极限承载力作用将要发生剪切破坏时,破坏面上的最大静摩擦力系数。对于同一土体,如果外界条件发生改变(如压密固结度或增减土的含水量等),那么其有效内摩擦角也随着改变。