这三个概念是理解土壤稳定性的核心。

简单说，c 是土壤的 “粘聚力”，φ 是 “内摩擦角”，两者共同决定土壤抗剪强度；

应力莫尔圆则是把土壤受力情况画成圆，用来直观判断是否会被剪断。

一、先懂抗剪强度：土壤 “抗滑” 能力

土壤被破坏，大多是 “剪切破坏”—— 就像你用手搓土块，土块沿某个面被搓散。

抗剪强度就是土壤抵抗这种 “搓散” 的能力，而 c 和 φ 就是决定这个能力的两个关键指标。

1. 粘聚力 c：土壤的 “粘合力”

理解：相当于土壤颗粒之间的 “胶水”。

比如粘土能粘成块，就是因为 c 值大；沙土一捏就散，就是 c 值小甚至接近 0。

核心特点：不依赖压力。

哪怕没有外力压着，只要 c 值够，土壤也能粘在一起。

主要靠颗粒间的分子引力、水膜作用力（比如粘土中的结合水）产生。

2. 内摩擦角 φ：土壤的 “颗粒咬合力”

理解：相当于土壤颗粒之间的 “摩擦力 + 嵌合力”。

比如沙土颗粒粗、棱角多，颗粒之间能互相 “卡住”，φ 值就大；

淤泥颗粒细、像粉末，颗粒容易滑动，φ 值就小。

核心特点：依赖压力。压力越大，颗粒挤得越紧，“咬合力” 越强，抗剪能力也跟着提升。

主要靠颗粒间的滑动摩擦、颗粒的互相嵌入（比如碎石土中大块嵌在小块里）产生。

3. 两者的关系：抗剪强度公式

抗剪强度 τ= c + σ・tanφ，这个公式就像 “土壤抗滑的总战斗力”：

c 是 “基础战斗力”，不管有没有压力都存在。

σ・tanφ 是 “附加战斗力”。

压力（σ）越大，这部分战斗力越强，φ 越大，附加战斗力的增幅也越大。

二、再懂应力莫尔圆：土壤受力的 “可视化工具”

莫尔圆不是复杂的数学概念，而是把土壤某个点的受力情况，画在坐标系里形成的圆，目的是快速判断 “土壤会不会被剪断”。

1. 核心原理：先搞懂两个力

土壤中的任意一个点，都会受到两种力：

法向应力 σ：垂直于受力面的压力，比如上方土层的重量压在这个点上，相当于 “往下压的力”。

剪应力 τ：平行于受力面的力，比如边坡上的土往下滑，对这个点产生 “往侧面搓的力”。

2. 莫尔圆怎么画？

在横轴（σ 轴）上，标出这个点受到的最大法向应力 σ₁和最小法向应力 σ₃（比如水平和竖直方向的压力）。

以 σ₁和 σ₃的中点为圆心，以（σ₁-σ₃）/2 为半径画圆，这个圆就是应力莫尔圆。

圆上的任意一个点，都代表这个点在某个角度的受力面下，对应的法向应力 σ 和剪应力 τ。

3. 莫尔圆的核心用途：判断 “会不会剪断”

先画一条 “抗剪强度线”

根据土壤的 c 和 φ 值，在坐标系里画一条斜线（τ = c + σ・tanφ），这条线代表土壤能承受的最大剪应力。

再看莫尔圆和这条线的位置关系：

• 圆在直线下方：剪应力没超过抗剪强度，土壤安全，不会被剪断。
• 圆和直线相切：剪应力刚好达到抗剪强度，土壤处于 “即将被剪断” 的临界状态。
• 圆在直线上方：剪应力超过抗剪强度，土壤会被剪断，比如发生滑坡、地基失稳。

三、记忆技巧：用 “人推箱子” 类比

把土壤颗粒想象成一堆箱子，你要推箱子（相当于剪应力 τ）：

c（粘聚力）：箱子之间粘了胶水，推之前得先克服胶水的粘力，这就是 c 的作用。

φ（内摩擦角）：箱子堆得越紧（相当于法向应力 σ 越大），箱子之间越难滑动，φ 越大，这种 “难滑动” 的效果越明显。

莫尔圆：相当于记录你推箱子时的 “压力（σ）” 和 “推力（τ）”，而 “抗剪强度线” 是你能推动箱子的 “界限”，圆和线的位置关系，就是看你当前的推力够不够推动箱子。

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