
【化】 molar cohesion
mol
【化】 mole
【化】 cohesion; cohesive force; force of cohesion
【醫】 affinity of aggregation; coherence; cohesion
摩爾内聚力(Mohr's Cohesive Force)是材料力學和岩土工程領域的核心概念,指材料内部抵抗剪切破壞的固有黏結強度。該術語源自德國科學家克裡斯蒂安·奧托·摩爾(Christian Otto Mohr)提出的摩爾-庫侖強度理論體系,現已成為評價岩土體、混凝土等材料抗剪性能的關鍵指标。
定義與物理意義
在摩爾-庫侖準則中,内聚力(Cohesion)表示材料在零法向應力狀态下仍能抵抗剪切變形的能力,其本質是物質内部粒子間的分子吸引力與化學鍵合力共同作用的結果。例如在黏性土壤中,這種力主要來源于黏土顆粒間的靜電吸附作用;在岩石中則與礦物晶體間的聯結強度相關。
計算公式與參數關系
抗剪強度公式可表達為:
$$
tau = c + sigma tanphi
$$
其中$tau$為剪切強度,$c$即摩爾内聚力,$sigma$為法向應力,$phi$為内摩擦角。該公式表明材料的抗剪能力由内聚力和摩擦分量共同決定。
工程應用領域
(來源:《岩土工程學報》2019年專題研究)
測量标準
現行ASTM D2166規範規定了直剪試驗測定内聚力的标準流程,要求采用原狀土樣在特定含水率下進行多級加載測試。
“摩爾内聚力”是一個涉及材料力學和物理化學的術語,其含義可從以下角度綜合解釋:
基本定義
摩爾内聚力(molar cohesion)指物質内部分子或原子之間的相互吸引力,屬于分子間作用力的範疇。這種力使物質能夠聚集成固态或液态,例如固體因分子間距小、内聚力強而保持固定形狀。在宏觀層面,它表現為材料抵抗剪切破壞的能力,是抗剪強度的重要組成部分。
在力學中的應用
在摩爾-庫倫強度理論中,内聚力(通常用符號 ( c ) 表示)與内摩擦角(( phi ))共同決定材料的抗剪強度,公式為:
$$
tau = c + sigma tanphi
$$
其中 ( tau ) 為抗剪強度,( sigma ) 為法向應力。這裡的“摩爾内聚力”特指該理論中材料本身固有的粘性阻力,與外部壓力無關。
跨領域術語差異
示例:水銀在玻璃表面呈現球狀,正是因為水銀的内聚力(分子間吸引力)遠大于其與玻璃的附着力。
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