第2章：土的滲透性與土的滲流

第2章：土的滲透性滲透理論流網(wǎng)及其工程應(yīng)用土中滲流的作用力及滲透變形一、概述土是具有連續(xù)孔隙的介質(zhì)。當(dāng)土作為建筑物的地基和直接用作建筑材料時(shí)，水就會(huì)在水位差的作用下，從水位較高的一側(cè)透過(guò)土的孔隙流向水位較低的一側(cè)。浸潤(rùn)線流線等勢(shì)線下游上游H隧道工程堤壩工程上圖是水利工程中的閘基，在上游水位壓力差的作用下，水將從上游河底進(jìn)入閘基地基，沿地基土中的孔隙滲向下游，再?gòu)南掠魏哟惨莩觥ｉl基上圖為軟土地基深基坑施工時(shí)常用的防滲、護(hù)壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在開(kāi)挖基坑的過(guò)程中，通常是基坑外土層中的地下水位高于基坑內(nèi)水位而形成水頭差，地下水將通過(guò)坑外土層繞過(guò)板樁滲入坑內(nèi)。基坑工程基坑工程

＊典型事故

2003年7月1日凌晨發(fā)生的上海軌道交通4號(hào)線塌方事故，直接經(jīng)濟(jì)損失1.5億元左右，3棟建筑物嚴(yán)重傾斜，黃浦江防汛墻局部塌陷并引發(fā)管涌。事故發(fā)生段為地鐵董家渡段的兩條隧道之間的一條狹小連接通道，即旁通道，靠黃浦江260米處。事故發(fā)生原因：（1）豎井與旁通道的開(kāi)挖順序錯(cuò)誤；（2）冷凍設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致溫度回升；（3）地下承壓水導(dǎo)致噴沙。三方面不利因素遇在一起，最終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。典型事故滲透的定義及土的滲透性水透過(guò)土體孔隙的現(xiàn)象成為滲透

土具有被水透過(guò)的性能稱為土的滲透性水在土體中的滲透，一方面會(huì)造成水量的損失，影響工程效益；另一方面將引起土體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)的變化，從而改變水工建筑物或地基的穩(wěn)定條件，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)釀成破壞事故。土的滲透性的強(qiáng)弱，對(duì)土體的固結(jié)、強(qiáng)度以及工程施工都有非常重要的影響土粒滲流j滲流中的水力坡度水頭：?jiǎn)挝恢亓康乃w所具有的能量伯努力方程因土的滲流速度一般很小水力坡降（水力梯度）測(cè)管水頭位置水頭流速水頭壓力水頭oo’第二節(jié)土的滲流理論一、滲透模型實(shí)際土體中的滲流僅是流經(jīng)土粒間的孔隙,由于土體孔隙的形狀、大小及分布極為復(fù)雜,導(dǎo)致滲流水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡很不規(guī)則,如右圖所示。對(duì)滲流作如下二方面的簡(jiǎn)化：

一是不考慮滲流路徑的迂回曲折，只分析它的主要流向；二是不考慮土體中顆粒的影響，認(rèn)為孔隙和土粒所占的空間之總和均為滲流所充滿。

滲流模型實(shí)際情況為了使?jié)B流模型在滲流特性上與真實(shí)的滲流相一致，它還應(yīng)該符合以下要求：

(1)流量相等：在同一過(guò)水?dāng)嗝?，滲流模型的流量等于真實(shí)滲流的流量；

(2)壓力相等：在任意截面上，滲流模型的壓力與真實(shí)滲流的壓力相等；

(3)阻力相等：在相同體積內(nèi)，滲流模型所受到的阻力與真實(shí)滲流所受到的阻力相等。

建立滲流模型后，即可采用流體力學(xué)的有關(guān)概念和理論對(duì)土體滲流問(wèn)題進(jìn)行分析。真實(shí)滲流與滲流模型中平均流速的關(guān)系滲流模型：真實(shí)滲流：n<l.0，即v<v0。模型的平均流速小于真實(shí)流速。

q：滲流流量，單位時(shí)間流過(guò)截面積A的水量，m3/s；

v：滲流流速，單位時(shí)間流過(guò)單位土截面A的水量，

m/s。二、達(dá)西（Dracy）滲透定律①直立圓筒。橫截面積為A

，上端開(kāi)口。在圓筒側(cè)壁裝有兩支相距為L(zhǎng)的側(cè)壓管。②濾板。濾板上填放顆粒均勻的砂土。③溢水管。水由上端注入圓筒，多余的水從此溢出，使筒內(nèi)水位維持一恒定值。④短水管。滲透過(guò)濾板的水從此流入⑤。⑤量杯。計(jì)算滲流量q。同時(shí)讀取斷面1-1和斷面2-2處的側(cè)壓管水頭值h1、h2，得到兩斷面之間的水頭損失△h=(L+h1)-h2。

1.達(dá)西滲透實(shí)驗(yàn)與達(dá)西定律式中i=△h/l，稱為水力梯度，也稱水力坡降；

k為滲透系數(shù),其值等于梯度為1時(shí)水的滲透速度，cm/s。

達(dá)西(1856年)分析了大量實(shí)驗(yàn)資料，發(fā)現(xiàn)土中滲透的滲流量q與圓筒斷面積A及水頭損失△h成正比，與斷面間距l(xiāng)成反比，即或達(dá)西定律2、達(dá)西定律的適用范圍太沙基通過(guò)大量試驗(yàn)證明從砂土到粘土達(dá)西滲透定律在很大的范圍內(nèi)都能適用，其適用范圍是由雷諾系數(shù)來(lái)決定的，也就是說(shuō)只有當(dāng)滲流為層流的時(shí)候才能適用。雷諾系數(shù)平均粒徑在一般情況下，砂土、一般粘土中的滲透速度很小，其滲流可以看作是一種水流流線互相平行的流動(dòng)—層流，滲流運(yùn)動(dòng)規(guī)律符合達(dá)西定律砂土及一般粘土達(dá)西定律的適用范圍——密實(shí)粘土對(duì)于密實(shí)的粘土，由于吸著水具有較大的粘滯阻力，因此，只有當(dāng)水力梯度達(dá)到某一數(shù)值后，克服了吸著水的粘滯阻力以后，才能發(fā)生滲透。我們將這一開(kāi)始發(fā)生滲透時(shí)的水力梯度成為粘性土的起始水力梯度ib。在粗粒土中（礫、卵石等），只有在小的水力梯度下，滲透速度與水力梯度才呈線性關(guān)系，而在較大的水力梯度下，水在土中流動(dòng)進(jìn)入紊流狀態(tài)，滲透速度與水力梯度呈非線性關(guān)系，此時(shí)達(dá)西定律同樣不能適用

滲透系數(shù)的確定滲透系數(shù)k是綜合反映土體滲透能力的一個(gè)指標(biāo)，其數(shù)值的正確確定對(duì)滲透計(jì)算有著非常重要的意義。影響滲透系數(shù)大小的因素:

(1)土體顆粒的粒度成分(形狀、大小等)和礦物成分；

(2)土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造；

(3)水的粘滯性。要建立計(jì)算滲透系數(shù)k的精確理論公式比較困難，可通過(guò)試驗(yàn)方法或經(jīng)驗(yàn)估算法來(lái)確定k值。

1.實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法（室內(nèi)滲透試驗(yàn)）根據(jù)所用試驗(yàn)裝置的差異又分為

(1)常水頭試驗(yàn)

(2)變水頭試驗(yàn)三、滲透系數(shù)的確定常水頭法

常水頭法就是在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，水頭保持不變，試驗(yàn)裝置如圖用量筒和秒表測(cè)出某一時(shí)刻t內(nèi)流經(jīng)試樣的水量V，即可求出流過(guò)土體的流量，再根據(jù)達(dá)西定律求解k常水頭試驗(yàn)適用于透水性較大(k>10-3cm/s)的土，應(yīng)用粒組范圍大致為細(xì)砂到中等卵石變水頭法當(dāng)土樣的滲透性較差時(shí)，由于流量太小，加上水的蒸發(fā)，使量測(cè)非常困難，此時(shí)宜采用變水頭試驗(yàn)測(cè)定k值。變水頭法在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，水頭是隨著時(shí)間而變化的，試驗(yàn)裝置如圖，試樣的一端與細(xì)玻璃管相接，在試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)出某一時(shí)段內(nèi)細(xì)玻璃管中水位的變化，就可根據(jù)達(dá)西定律求出水的滲透系數(shù)。變水頭試驗(yàn)適用于透水性較小(10-7cm/s<k<10-3cm/s)的粘性土。變水頭法設(shè)玻璃管的內(nèi)截面積為a，試驗(yàn)開(kāi)始以后任一時(shí)刻t的水位差為h，經(jīng)時(shí)段dt，細(xì)玻璃管中水位下落dh，則在時(shí)段dt內(nèi)流經(jīng)試樣的水量[例2-2]設(shè)變水頭試驗(yàn)時(shí)，粘土試樣的截面積為30cm2，厚度為4cm；滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，水頭高為160cm，經(jīng)時(shí)段7分25秒，觀測(cè)得水頭高為為145cm，試驗(yàn)時(shí)水溫為20℃，試求試樣的滲透系數(shù)。解：已知：滲透路徑細(xì)玻璃管內(nèi)徑截面積水頭高測(cè)定時(shí)間故：2.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定法（粗顆粒土或成層的土）圖(a)無(wú)壓完整井抽水試驗(yàn)圖(b)無(wú)壓非完整井抽水試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定法的試驗(yàn)條件比實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法更符合實(shí)際土層的滲透情況，測(cè)得的滲透系數(shù)k值為整個(gè)滲流區(qū)較大范圍內(nèi)土體滲透系數(shù)的平均值，是比較可靠的測(cè)定方法，但試驗(yàn)規(guī)模較大，所需人力物力也較多。常用的是野外抽水試驗(yàn)。

完整井：井底鉆至不透水層；非完整井：井底末鉆至不透水層。抽水試驗(yàn)開(kāi)始前，先在現(xiàn)場(chǎng)鉆一中心抽水井，根據(jù)井底土層情況可分為二種類(lèi)型：完整井和非完整井。現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)公式（裘布依公式）推導(dǎo)

設(shè)q為流入鉆孔的滲流流量，A為過(guò)水?dāng)嗝?，抽水孔中心線為z軸，不透水底板為r軸，在降水漏斗曲線上任一點(diǎn)P的水力坡降為dz/dr，可得：若在任意距離r1和r2處觀測(cè)孔中量得的水位為h1和h2，將這些已知值代入，得：可得滲透系數(shù)k為裘布依公式3.經(jīng)驗(yàn)估算法滲透系數(shù)k值還可以用一些經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算，例如：太沙基(Terzaghi)1955年提出了考慮土體孔隙比e的經(jīng)驗(yàn)公式等。這些經(jīng)驗(yàn)公式雖有其實(shí)用的一面，但都有其適用條件和局限性，可靠性較差，一般只在作粗略估算時(shí)采用。在無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，還可以參照有關(guān)規(guī)范或已建成工程的資料來(lái)選定k值，有關(guān)常見(jiàn)土的滲透系數(shù)參考值如下表。土的滲透系數(shù)參考值土類(lèi)滲透系數(shù)k土類(lèi)滲透系數(shù)k（cm/s）（cm/s）粘土10-7中砂10-2粉質(zhì)粘土10-5

～10-6粗砂10-2粉土10-4

～10-5礫砂10-1粉砂10-3

～10-4礫石10-1細(xì)砂10-3

4.成層土的滲透系數(shù)(1)水平滲透系數(shù)

H1H2H3k1k2k3Hq1xq2xq3xqx通過(guò)整個(gè)土層的總滲流量qx應(yīng)為各土層滲流量之總和

達(dá)西定律整個(gè)土層與層面平行的等效滲透系數(shù)平均滲透系數(shù)(2)垂直滲透系數(shù)

H1H2H3k1k2k3H根據(jù)水流連續(xù)定理，通過(guò)整個(gè)土層的滲流量等于通過(guò)各土層的滲流量

垂直滲透系數(shù)q3yq2yq1yqy各土層的相應(yīng)的水力坡降為i1、i2、…、in，總的水力坡降為i

總水頭損失等于各層水頭損失之和整個(gè)土層與層面垂直的等效滲透系數(shù)

垂直滲透系數(shù)結(jié)論對(duì)于成層土，如果各土層的厚度大致相近，而滲透性相差懸殊時(shí)與層向平行的平均滲透系數(shù)將取決于最透水土層的厚度和滲透性與層向垂直的平均滲透系數(shù)將取決于最不透水土層的厚度和滲透性第三節(jié)流網(wǎng)及其工程應(yīng)用工程中涉及滲流問(wèn)題的常見(jiàn)構(gòu)筑物，如壩基、閘基及帶擋墻（或板樁）的基坑等這類(lèi)構(gòu)筑物有一個(gè)共同的特點(diǎn)是軸線長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其橫向尺寸，因而可以認(rèn)為滲流僅發(fā)生在橫斷面內(nèi)，滲流的速度v等即是點(diǎn)的位置坐標(biāo)x、z的二元函數(shù)，這種滲流稱為二維滲流或平面滲流。

一、滲流問(wèn)題的求解方法簡(jiǎn)介

滲流場(chǎng)中各點(diǎn)的滲流速度v與水力梯度i等均是位置坐標(biāo)的二維或三維函數(shù)。首先建立它們的滲流微分方程(取微單元體進(jìn)行分析)，滲流問(wèn)題可歸結(jié)為拉普拉斯（Laplace）方程的求解；

然后結(jié)合滲流邊界條件與初始條件求解。滲流問(wèn)題的求解：

(1)解析解法；(2)數(shù)值解法；(3)圖解法；(4)模型試驗(yàn).

其中最常用的是圖解法即流網(wǎng)解法。

穩(wěn)定滲流場(chǎng)中的拉普拉斯方程：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流入單元體的總水量必等于流出的總水量流網(wǎng)及其特征滲流場(chǎng)中任一點(diǎn)的水頭是其坐標(biāo)的函數(shù)，因此求解滲流問(wèn)題的第一步就是先確定滲流場(chǎng)中各點(diǎn)的水頭，亦即求解滲流基本微分方程。滿足拉普拉斯方程的將是兩組彼此正交的曲線，一組稱為等勢(shì)線（各點(diǎn)水頭相等），另一組稱為流線（表示滲流的方向），等勢(shì)線和流線交織在一起形成的網(wǎng)格叫流網(wǎng)。只有滿足邊界條件的那一種流線和等勢(shì)線的組合形式才是拉普拉斯方程的正確解答。流網(wǎng)的繪制確定滲流場(chǎng)的邊界條件按照繪制流網(wǎng)的原理，試?yán)L流網(wǎng)反復(fù)修改流網(wǎng)圖，以滿足流網(wǎng)的原理要求流網(wǎng)特征流線與等勢(shì)線彼此正交每個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)度比為常數(shù)，為了方便常取1，這時(shí)的網(wǎng)格就成為正方形或曲邊正方形相鄰等勢(shì)線間的水頭損失相等各流槽的滲流量相等流網(wǎng)的應(yīng)用測(cè)壓管水頭

孔隙水壓力水力梯度滲流流速滲流流量典型流網(wǎng)分析接近壩底，流線密集，水力梯度大，滲透速度大遠(yuǎn)離壩底，流線稀疏，水力梯度小，滲透速度小根據(jù)流網(wǎng)確定孔隙水應(yīng)力第四節(jié)：滲流力及滲透穩(wěn)定滲流土體內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)變化土體的局部穩(wěn)定問(wèn)題土體的整體穩(wěn)定問(wèn)題管涌、流土等水庫(kù)塌岸岸坡、土壩在水位降落時(shí)引起的滑動(dòng)滲透力的概念能量消耗試圖拖曳土粒水頭損失滲透水流施于單位土體內(nèi)土粒上的拖曳力稱為滲流力、滲透力、動(dòng)水壓力土粒滲流j注：滲透力是體積力滲透力的概念abcdUw1Uw2J’Ww取土柱中孔隙水為隔離體孔隙水重量與土粒浮力的反力水柱頂面的邊界水壓力水柱底面的邊界水壓力土粒對(duì)水流的阻力J’靜力平衡總滲透力單位體積上的滲透力滲透力的概念1點(diǎn)，滲透力與重力方向一致，滲流力促使土體壓密，對(duì)穩(wěn)定有利2點(diǎn)，3點(diǎn)，滲透力與重力方向正交，對(duì)穩(wěn)定不利4點(diǎn)，滲透力與重力方向相反，對(duì)穩(wěn)定特別不利滲透變形的形式按照滲透水流引起的局部破壞特征，滲透變形可分為流土和管涌?jī)煞N基本形式流土是指在滲流作用下局部土體表面隆起，或土粒群同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)而流失的現(xiàn)象。它主要發(fā)生在地基或土壩下游滲流逸出處或明挖基坑的底部?；踊蚯篱_(kāi)挖時(shí)所出現(xiàn)的流砂現(xiàn)象是流土的一種常見(jiàn)形式流土流土流砂防治（1）增長(zhǎng)滲流路徑

豎向截滲設(shè)置水平鋪蓋粘土鋪蓋（2）排水減壓

粘性土含水層減壓井為減小下游滲透壓力，在水工建筑物下游、基坑開(kāi)挖時(shí)，設(shè)置減壓井或深挖排水槽（3）工程降水在基坑內(nèi)（外）設(shè)置排水溝、集水井，用抽水設(shè)備將地下水從排水溝或集水井排出原地下水位明溝排水原水位面一級(jí)抽水后水位二級(jí)抽水后水位多級(jí)井點(diǎn)降水要求地下水位降得較深，采用井點(diǎn)降水。在基坑周?chē)贾靡慌胖翈着啪c(diǎn)，從井中抽水降低水位管涌管涌指在滲流作用下土體的細(xì)土粒在粗土粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動(dòng)并被帶出的現(xiàn)象。主要發(fā)生在砂礫土中。管涌管涌管涌砂墊層水位加筋土工布回填中粗砂拋石棱體設(shè)置反濾層，既可通暢水流，又起到保護(hù)土體、防止細(xì)粒流失而產(chǎn)生滲透變形的作用。反濾層可由粒徑不等的無(wú)粘性土組成，也可由土工布代替.設(shè)置反濾層管涌防治措施改變幾何條件設(shè)置板樁沿坑壁打入板樁，它一方面可以加固坑壁，同時(shí)增加了地下水的滲流路徑，減小水力坡降鋼板樁改變水力條件管涌的治理反濾倒?jié)B管涌的治理反濾圍井蓄水反壓管涌的治理土的滲透破壞類(lèi)型劃分管涌土發(fā)展性管涌土非發(fā)展性管涌土管涌型土過(guò)渡型土流土型土非管涌土土粘性土流土粉砂、細(xì)砂及粉土流砂碎石土、礫砂土管涌土的類(lèi)型與滲透變形型式粘性土無(wú)粘性土過(guò)渡型土只有流土而無(wú)管涌與土的顆粒組成、級(jí)配和密度等因素有關(guān)與密度有關(guān)，大密度流土，小密度管涌土的臨界水力梯度抗?jié)B強(qiáng)度：土體抵抗?jié)B透破壞的能力，通常以瀕臨滲透破壞時(shí)的水力梯度表示，一般稱為臨界水力梯度或抗?jié)B梯度，此時(shí)土體結(jié)構(gòu)破壞，土粒處于一種懸浮狀態(tài)。流土型土的臨界水力梯度流土的臨界水力梯度決定于土的物理性質(zhì)，當(dāng)土的比重和孔隙率已知時(shí)，則土的臨界水力梯度是一定值，一般在0.8~1.2之間根據(jù)豎向滲流不考慮周?chē)馏w的約束作用情況下推得的，因此，按此式求得臨界水力梯度偏小，一般比試驗(yàn)值要小15％～20％粘性土的臨界水力梯度粘性土由于粒間粘結(jié)力的存在，其臨界水力梯度較大。粘性土與無(wú)粘性土的流土破壞機(jī)理不同，后者是由于滲流力的作用，前者則還與土體表面的水化崩解作用（水穩(wěn)性）以及滲流出口臨空面的孔徑有關(guān)。水科院建議對(duì)粘性土逸出梯度與滲透穩(wěn)定流土一般發(fā)生在滲流逸出處。因此只要求出滲流逸出處的水力梯度，就可判別流土的可能性。土處于穩(wěn)定狀態(tài)土處于臨界狀態(tài)土處于流土狀態(tài)逸出梯度與滲透穩(wěn)定滲透逸出的水力梯度實(shí)際上是不可求出的，通常是把滲流逸出處的流網(wǎng)網(wǎng)格的平均水力梯度作為逸出梯度。在設(shè)計(jì)時(shí)，為保證建筑物的安全，通常要求將逸出梯度限制在容許梯度之內(nèi)安全系數(shù)Fs=1.5~2管涌型土的臨界水力梯度管涌是單個(gè)土粒在土體中移動(dòng)和帶出，水科院提出的管涌土臨界水力梯度的計(jì)算公式為根據(jù)滲流場(chǎng)中單個(gè)土粒受到的滲流力、浮力以及自重作用時(shí)的極限平衡條件，并結(jié)合試驗(yàn)資料分析而得到管涌土的臨界水力梯度流速與水力梯度的關(guān)系水力坡降i流速v圖1

流網(wǎng)在某工程中的應(yīng)用

【例7-2】某基坑的地質(zhì)剖面圖及流網(wǎng)圖如圖7-14所示，流網(wǎng)各等值線之間的差值相等，各流線間的差值也相等，地基土的飽和重度為19.8kN/m3。試計(jì)算：⑴a點(diǎn)測(cè)壓管的水頭高度；⑵流場(chǎng)1，2，3，

4的平均滲透力；⑶地面1，2兩點(diǎn)處抵抗流土的安全系數(shù)。【解】：⑴如圖所示，上下游之間的水位差H=4.0m，上下游總水頭差被分為n=10等分，每相鄰兩等勢(shì)線間的差值均為Δh=H/n=0.4m，量取ha’=3m，則a點(diǎn)測(cè)壓管的水頭高度為：⑵從圖中直接量得流場(chǎng)1，2，3，4的平均流程ΔL=4.0m，而任何一個(gè)流場(chǎng)網(wǎng)格在流線方向上的水頭損失Δh均為0.4m，則水力梯度：該處的滲透力為：⑶流土的臨界水力坡降為：在1～2地面處的滲流出逸水力坡降為i=Δh/ΔL=0.1，故地面1～2處抵抗流土破壞的安全系數(shù)為。

i<icr故該基坑安全，不會(huì)發(fā)生流土。2.4有效應(yīng)力原理總應(yīng)力：在土中任一截面，由上面土體的重力、靜水壓力與外荷載共同作用產(chǎn)生的應(yīng)力，用σ表示；孔隙水壓力：飽和土體中孔隙水相互連通，能承受和傳遞壓力，這種壓力稱孔隙水壓力，用u表示，u=γwhw

；有效應(yīng)力：通過(guò)土粒之間接觸面所傳遞的應(yīng)力，用σ’表示。對(duì)飽和土體內(nèi)某一研究平面或得：有效應(yīng)力原理太沙基于1936年提出(飽和土)飽和土體任一平面上受到的總應(yīng)力是由有效應(yīng)力和孔隙水壓力兩部分組成土的變形(壓縮)與強(qiáng)度均取決于土骨架所受的力，而不是所受的總荷載(包括自重)

土的變形（壓縮）與強(qiáng)度的變化都取決于有效應(yīng)力的變化，孔隙水壓力本身并不能使土發(fā)生變形和強(qiáng)度的變化：水壓各向相等，不會(huì)使土顆粒發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致孔隙體積變化；水除了使土顆粒受到浮力外，只能使土顆粒本身產(chǎn)生壓縮，而固體顆粒的壓縮模量E很大，本身的壓縮可以忽略；水不能承受剪力，因此，孔隙水壓力的變化也不會(huì)引起土的抗剪強(qiáng)度的變化。（有關(guān)土的抗剪強(qiáng)度將在第五章闡述）結(jié)論:總應(yīng)力保持不變時(shí)，孔壓u發(fā)生變化將直接引起有效應(yīng)力’發(fā)生變化，從而使土的體積和強(qiáng)度發(fā)生變化1.非飽和土 （1-6）非飽和土中既有水也有空氣,孔隙壓力將由孔隙水壓力uw和孔隙氣壓力ua兩部分組成。根據(jù)物理學(xué)概念，在毛細(xì)管周壁，水膜與空氣的分界處存在著表面張力T，由于表面張力使水受張拉作用，使ua>uw，兩者的差值（ua-uw

）就等于式（1-6）所示的毛細(xì)水壓力毛細(xì)管中的