渗透破坏与饱和土液化的危害

水从岩石裂隙和土体孔隙中通过，能以物理的和化学的两种方式，对地基的承载力造成不利影响。

水的流动，将给通道介质作用一渗压力。渗压力与渗流通道的大小和水流速度成比例，在数值上等于引起流动的压力水头（h）、过水断面（A）和水的容重（γw）的乘积。渗压力减小了土粒间的有效应力，而土体的抗剪强度又与其承受的有效应力相关联。因此，渗压力的存在与大小，对土体是否能保持稳定有相当大的影响。

举例来说，当垂直向上作用的渗压力（如在坝址处）等于土的浮容重时，就会在土体中造成一种“液化”条件，使土的抗剪强度降低为零。实际上，在渗流速度过大的任何地方都会出现此种情况。土体丧失抗剪强度发生在如下条件［1］：

式中　hAγw——渗压力；

　　　LA（γ—γw）——土的水下重量；

　　　γ、γw——土、水的容重；

　　　L——垂直流动途径的长度；(www.xing528.com)

　　　A——受力的面积；

　　　h——地下水的水头。

于是，这种条件可以简单地用临界水力梯度Ji来表述：

它等于土的水下容重（γb）与水的容重之比，对典型的无粘性土来说，约等于1。这一临界梯度可与流网中向上流的某单元处的梯度相比较，以校核液化条件的可能性。如果水流不是完全垂直而是倾斜的，则液化的可能性减小。

如果一个坝的地基土是处在液化状态下，若不加防护，坝的安全就将受到威胁。这时，在坝址处的土可能被首先冲走而形成空洞，进而使渗径缩短，水力梯度增大，渗流量进一步增加。当空洞由于侵蚀而延伸到坝下或坝体之内时，最终能导致土坝的溃决。这是在以沙土为主要成分的坝基中最有可能发生的现象。

上述现象也有可能会在充泥的岩石裂隙、断层、溶洞以及泥化夹层中发生。但是，其发生的几率，扩展的规模将有所减小，危害的程度亦会大为降低。原因是：①岩石中的裂隙或孔洞一般都是不规则的，非直线连通的，因而渗流途径较长，水力梯度较小；②其中的土沙大多都受有地应力的作用，固结度（密实度）较高，具有较高的粘聚力和抗冲蚀能力；③即使产生冲蚀也会受到周围坚固岩石的限制，冲蚀规模不会无限制地扩展。以往还很少见到过因坝基岩石遭受冲蚀而招致大坝失事的实例。