Dans le cas simple, les sols saturés sont composés de 2 phases : le squelette solide (les grains) et l’eau.

Lorsqu’on applique des forces sur un massif de sol, avec en mémoire la notion de volume élémentaire représentatif, cela entraînera la création de contraintes totales, notées σ proportionnelles au poids des terres ou aux surcharges appliquées à la surface du sol. Ces contraintes en un point vont varier en fonction de l’orientation de la facette considérée, et pourront se décomposer en une composante normale σ_n et une composante tangentielle τ.

Si l’on regarde maintenant la phase liquide du sol, il n’existe que des pressions et en un point, la pression sera identique (isotrope) sur toutes les facettes, et proportionnelle à la hauteur de l’eau libre au dessus du point considéré (eau non en mouvement). On parlera dans le sol de pression interstitielle ou pression de pore notée u ou u_w.

Terzaghi a posé que « tous les effets mesurables d’un changement d’état de contrainte dans un sol, en terme de déformations ou de résistance au cisaillement, sont dus aux changements de contrainte effective », la contrainte effective σ’ se calcule de la manière suivante :

σ’ = σ – u.

La figure 6.1. donne dans un plan de Mohr, deux cercles correspondant respectivement aux contraintes totales et effectives. On peut constater que les diamètres des 2 cercles sont égaux, les contraintes principales sont « décalées » de la même valeur u. Par contre, sur une facette donnée, la contrainte tangentielle τ = τ‘ (dans les conditions considérées, l’eau n’a pas de résistance au cisaillement).

Fig 6.1 : Contraintes totales et effectives dans un plan de Mohr

Ce résultat est fondamental en mécanique des sols, il s’applique sans restriction lorsque la déformabilité du squelette solide est grande vis à vis des grains et de l’eau.