第4章 土的渗透性与土中渗流 4 .1 概述 我们在现场挖土时常常看到，只要土坑低于地下水位，水要源源不断渗出，给施工带来不便，为此常要抽水机抽水来保证施工，水能从土体中渗出原因在于，土是具有连续孔隙的介质，水能在水头差作用下，从水位较高的一侧透过土体的孔隙流向水位较低的一侧。 在水头差作用下，水透过土体孔隙的流动现象称为渗透，而土体允许水透过的性能则称为土的渗透性。 研究土的渗透性，是土力学中极其重要的课题，这是由于： ①．土是具有连续孔隙的多孔介质，与其它所有材料的物理性质常数的变化范围相比，土的渗透性的变化范围要大得多。实际上，干净砾石的渗透系数 k 值可达 30cm/s，纯粘土的k 值可以小于10-9cm/s，相差可达 1010 倍以上。其他物理性质参数变化没有这么大。 ②．土的三个主要力学性质即强度、变形和渗透性之间，有着密切的相互关系。在土力学理论中，用有效应力原理将三者有机地联系在一起，形成一个理论体系。因此渗透性的研究已不限于渗流问题自身的范畴。例如，控制土在荷重下变形的时间过程的渗透固结阶段，其变形速率就取决于土的渗透性；用有效应力原理研究土的强度和稳定性时，土的孔隙压力消散和有效应力的增长控制着土体强度随时间而增长的过程，而孔隙压力消散速度又主要取决于土的渗透性、压缩性和排水条件。在无粘性土的动力稳定性和振动液化的试验研究中，也发现其它条件相同时，渗透性小的土比渗透性大的土更易于液化。 ③．土木工程各个领域内许多课题都与土的渗透性有密切关系。 水在土体中渗透，一方面会造成水量损失（如水库），影响工程效益，另一方面会引起土体内部应力状态的变化，如基坑开挖可能会造成基坑坑壁失稳、管涌、流砂等现象，使原有建筑物破坏或施工不便。 图 4-1 地下水类型 渗透一般是地下水造成的，存在于地面以下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水，称为地下水；反之，分布在江河、湖泊、海洋内的液态水，或在陆地上的冰、雪，称为地表水。地下水按其埋藏条件，可分上层滞水、潜水和承压水三种。 上层滞水：存在于地面以下局部不透水层上面的滞水，分布范围有限，是季节性或临时性的水源。 潜水：埋藏于地面以下第一个隔水层以上具有自由水面的地下水。潜水面的标高称为地下水位，潜水面的形状与地形起伏相适应，潜水的存在，常给基础施工带来较多困难。在潜水位以下开挖基坑时有涌水、排水问题；建筑物的地下室则有防水渗漏和水压力计算问题。...
