Total, Neutral और Effective Stress में अंतर | Soil Mechanics in Hindi


Total, Neutral और Effective Stress में अंतर | Soil Mechanics in Hindi

Soil mechanics में soil के अंदर मौजूद forces और stresses को समझना foundation design, retaining walls, slopes और earth dams की stability के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। Soil mass में तीन मुख्य प्रकार के stresses होते हैं: Total Stress, Neutral (Pore Water) Stress, और Effective Stress। इनका सही से समझना geotechnical engineering में बहुत जरूरी है।

1. Total Stress (σ)

Total stress soil mass के किसी भी point पर ऊपर के soil और water के weight की वजह से develop होता है। इसे vertical stress भी कहा जाता है।

σ = γ × h

  • σ: Total stress (kN/m²)
  • γ: Soil का unit weight (kN/m³)
  • h: Soil depth (m)

Total stress में dry soil, saturated soil और water column का पूरा weight शामिल होता है।

2. Neutral Stress या Pore Water Pressure (u)

Neutral stress, जिसे Pore Water Pressure भी कहा जाता है, soil के pores में मौजूद पानी के कारण develop होने वाला pressure है। यह केवल saturated soils में होता है।

u = γw × hw

  • u: Neutral stress या Pore water pressure (kN/m²)
  • γw: Water का unit weight (kN/m³)
  • hw: Water table से नीचे की depth (m)

Neutral stress सीधे soil particles की strength को affect नहीं करता, लेकिन effective stress calculation में इसका बड़ा योगदान है।

3. Effective Stress (σ′)

Effective stress soil particles के contact points पर लगने वाला वास्तविक stress है। Terzaghi के effective stress principle के अनुसार:

σ′ = σ - u

  • σ′: Effective stress (kN/m²)
  • σ: Total stress
  • u: Pore water pressure

Effective stress ही soil की shear strength, compressibility और settlement behavior को control करता है।

Total, Neutral और Effective Stress में मुख्य अंतर

विशेषता Total Stress (σ) Neutral Stress (u) Effective Stress (σ′)
परिभाषा Soil और water के total weight से उत्पन्न stress Soil pores में पानी का pressure Soil particles के contact पर लगने वाला वास्तविक stress
Formula σ = γ × h u = γw × hw σ′ = σ - u
Dependency Soil depth और total unit weight पर Water table depth पर Total stress और pore water pressure पर
Soil Strength पर Effect Indirectly affect करता है Strength पर कोई direct effect नहीं Soil की shear strength को directly control करता है

Example

मान लीजिए soil की depth 10 m है, unit weight γ = 18 kN/m³ और water table ground surface से 5 m नीचे है।

  • Total stress (σ) = γ × h = 18 × 10 = 180 kN/m²
  • Neutral stress (u) = γw × hw = 9.81 × 5 = 49.05 kN/m²
  • Effective stress (σ′) = σ - u = 180 - 49.05 = 130.95 kN/m²

निष्कर्ष

Total stress soil और पानी के weight से develop होता है, Neutral stress केवल soil pores में पानी का pressure है, जबकि Effective stress soil की strength को define करने वाला मुख्य parameter है। Foundation design, slope stability और earth retaining structures की safety के लिए effective stress का सही analysis बहुत जरूरी है।

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