有効応力
1925年にカール・テルツァーギにより有効応力の関係が最初に提案された。彼にとって「有効」("effective")という用語は土壌の移動や変位を引き起こすのに有効である計算された応力を意味していた。これは土骨格により運ばれる平均応力を表している。
土壌に働く有効応力(σ')は総応力(σ)と間隙水圧(u)の2つのパラメータから計算される。
σ ′ = σ − u {\displaystyle \sigma '=\sigma -u\,}
典型的には、単純な例で表される。
σ = H s o i l γ s o i l u = H w γ w {\displaystyle {\begin{aligned}\sigma &=H_{\mathrm {soil} }\,\gamma _{\mathrm {soil} }\\u&=H_{\mathrm {w} }\,\gamma _{\mathrm {w} }\end{aligned}}}
応力そのものの概念によく似ているが、この式は土塊に作用する力の視覚化を容易にするための構成要素であり、特にすべり面を含む勾配安定性のための単純解析モデルである。これらのモデルでは閉じた層として作用していると仮定し、上の土壌(水を含む)の総重量とすべり面内の間隙水圧を知ることが重要である。
しかし、どのパラメータも粒子上の実際に独立して作用するものではないため、異なる測定可能な条件下での土壌粒子の本当の挙動を考慮すると、この式は混乱を招くことになる。
四面体の配置でゆるく積み上げられた丸い石英の砂粒子《球・タマ》の集まりを考える。球同士が実際に接触するところに接触応力が存在する。