1773年C.A.库伦(Coulomb)根据砂土的试验,将土的抗剪强度
以后又提出了适合粘性土的更普遍的表达式:
式中,c——土的粘聚力(内聚力)kPa;
φ——土的内摩擦角度。
上两式统称为库伦公式,或库伦定律,c、φ称为抗剪强度参数。
由库伦公式可以看出,无粘性土的抗剪强度与剪切面上的法向应力成正比,其本质是由于土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力,其大小决定于土粒表面的粗糙度、土的密实度以及颗粒级配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成,一部分是摩擦力;另一部分是土粒之间的粘聚力,它是由粘性土颗粒之间胶结作用和静电引力效应等因素引起的。
长期的实验研究指出,土的抗剪强度不仅与土的性质有关,还与试验时的排水条件、剪切速率、应力状态、应力历史等许多因素有关,其中最重要的是试验时的排水条件,根据K·太沙基(Terzaghi)的有效应力概念,土体内的剪应力只能由土的骨架承担,因此,土的抗剪强度
式中
c'——有效粘聚力,单位kPa;
上述修改式便称为抗剪强度有效应力法,相应的库伦公式的修改式中的c'、φ'称为有效应力强度参数。