試論飽和黏土層內的孔隙水壓力

【摘要】在注冊巖土工程師考試及巖土工程勘察設計工作中，經常會在地層有效應力計算過程涉及到飽和黏土層內部有效應力如何計算的問題，因此也就涉及到飽和黏土層內的孔隙水壓力的分布狀態，而此類問題在土力學類的出版物中并沒有詳細解釋，本文是根據土力學基本原理對此問題的一次試探性的闡述。

【關鍵詞】飽和；黏土；孔隙水壓力；滲透；有效應力

一.引言

自然界的巖土層，根據其透水情況分為含水層、隔水層與弱透水層，從定性的角度，一般把粗粒土層及粉土層定為含水層，一般黏性土認為是弱透水層，堅硬的黏性土一般被看做隔水層，其中含水層內的孔隙水壓力比較容易理解，隔水層可理解為鋼板一樣的無孔隙水壓力，而弱透水層處于含水層和隔水層之間，其性質變化較大，其內部的孔隙水壓力分布情況是比較難于理解的，本文將以清華土力學第二版中的經典例題為基礎，對飽和黏土層中的孔隙水壓力分布情況與作用機理進行試探性論述。

二.例題及主要層位

⒈清華《土力學》第二版第91頁例題3-1內容如下：某土層剖面及各土層的厚度、重度如圖（a）所示。在初始狀態，其中中砂層③中含有承壓水，水位與地面齊平。（1）計算并畫出豎向總自重應力σz，孔隙水壓力u和豎向有效自重應力σ'z的分布。（2）由于大量開采地下水，多年以后，中砂層③中的地下水位降低到距離地面7m（如虛線所示），計算并畫出σz、u和σ'z沿深度的分布。

經過計算（計算過程略），降水前各層的總自重應力σz，孔隙水壓力u和豎向有效自重應力σ'z的分布如圖（b）所示。……