何谓曼德尔效应——曼德尔在1953年分析柱形土体受均布压力眼柱面向外排水是发现一个奇怪现象,即土体中心的初期孔隙压力不是消散,而是上升并超过应有的初始孔隙压力。克莱耶于1963年分析土球受均布压力径向向外排水时也发现此现象。
机理解释——以土球为例,受均布压力作用沿径向向外排水固结,初期某一时间t后由于边界排水,靠近周边处的孔压开始下降,但球内某一内径范围内水并未排出。由于土球外壳排水,有效应力增加而产生收缩,对内部施加一收缩应力使内部总应力增加。而内部孔隙水未排出,如果认为土体骨架不能变形(假设土体饱和),有效应力不能增加,所以结果就是内部孔隙压力增大了。其后随着时间增长孔隙水逐渐排出,孔压又会消散。
曼德尔效应与土骨架泊松比γ有关——该效应在γ较小时初期孔压上升明显,随γ增大而逐渐减弱,当γ=0.5时消失。
解释——拙见以为,γ反映的是土体的侧向变形能力,对绝大多数土表现的都是在主方向受力时的体积膨胀程度。对土球,固结初期球外壳由于排水固结对内部施加收缩力,γ越大,土球的体积膨胀越明显,孔隙变大,故内部孔隙压力减小,这减弱了由于外壳施加收缩力而产生的孔隙压力增加效应。也就是说,γ越小曼德尔效应越明显。