渗透力

水在土体流动时，由于受到土体的阻力而引起水头的损失，而从作用力与反作用力的原理可知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力。 为研究方便，称单位体积土颗粒所受到的渗流作用力为渗透力。

如图所示，设土样截面积为 A，长为 L。 从本质上看，渗透力是水流与土颗粒之间的作用力。 基于此，将水和土颗粒的受力情况分开考虑。

如图所示，等号左边为水土整体的受力情况；等号右边的第二项为土颗粒（骨架）的受力情况，第二项为水的受力情况。

对于水土整体：

对于土骨架：

对于水：

渗透力表示的是水流对单位体积土颗粒的作用力，是由水流的外力转化为均匀布置的体积力，普遍作用于渗流场中所我爱线报网有的土颗粒上，大小与水力梯度成正比，方向与渗流的方向一致，总渗透力为：

临界水力坡降

若将图中左端的贮水器不断上提，则 Δh 逐渐增加，从而作用在土体中的渗透力也逐渐增大。 当 Δh 增大到某一数值，向上的渗透力克服了向下的重力时，土体就要发生浮起或受到破坏，俗称流土。 这是渗透力已超过土颗粒有效重度（浮重度）的结果。 设渗透力为：

若渗透水流自下而上作用于砂土，砂土中的有效重度为 γ′，则当 J ＞γ′时，砂土将被渗透力所悬浮，失去其稳定性；当 J ＝γ′时，砂土将处于悬浮的临界状态，则得：

此时，式中的水力梯度 i 称为临界水力坡降，并记为 i ｃｒ ，即

临界水力坡降为渗流作用于土体开始发生流土时我爱线报网的水力梯度。 由土的三相比例关系可知，土的浮重度 γ′为：

式中dｓ ，e———土粒的相对密度和孔隙比，e 一般为0.5~1.0，dｓ ＝2.68，则i ｃｒ 为0.8~1.2，平均为1.0。

上式是根据竖向渗流且不考虑周围土的约束条件推导出来的，因此按此式求得的水力梯度偏小，比一般试验值小 １５％ ～２０％。 此外，临界水力梯度的大小还与渗透变形的类型和土的类型有关。