通过预埋在土坝坝体和基础中的观测仪器或设备，定期量测坝体和基础在土体固结、基础变形和水流渗透等因素作用下孔隙水压力的大小和变化。土坝中某一点的孔隙水压力，受土体固结和水流渗透两个条件的影响。施工期土体在荷载作用下应力状态发生变化，土体固结而产生孔隙水压力；运用期土中发生渗流，流体对土体产生了渗透力，它使各点的静水压力值发生了变化，土体由渗透力而产生孔隙水压力。孔隙水压力的产生，将削减土体的有效应力，影响建筑物的稳定性，导致建筑物地基沉降、坝身裂缝、隆起或滑坍破坏，直接影响土坝的使用条件和安全。观测土坝坝体和基础中的孔隙水压力，在施工期可控制允许的填筑速度，保证施工安全；运用期可提示大坝的工作状态，监视安全运行。

发展概况 60年代以前，观测土坝孔隙水压力主要采用开口竖管式测压管。60年代以后，随着高坝的建设，一些国家和地区大量采用渗压计观测孔隙水压力。如美国的卡特斯心墙坝，坝高137米，埋设了渗压计32个；1959年中国汾河水库水中填土坝，坝高61.4米，埋设了孔隙水压力计21个；1960年中国文峪河水库水中填土坝，坝高55.5米，埋设了测压管式、水管式和电阻应变式三种孔隙水压力计共50个。除上述渗压计外，还有电阻片式和液压平衡式等多种新型渗压计。电阻片式渗压计是用电阻片粘贴在金属薄膜上，薄膜感受的应力，被电阻片转变为电压输出，其输出电压与所承受的应变成正比，即可换算成孔隙水压力。这种仪器较差动电阻式渗压计优越，结构牢固，灵敏性高，而且测值受电缆电阻的影响小。1983年南京自动化研究所研制的电阻片式渗压计，采用直径很细的六心电缆，并制成SDY—1型数字多用应变仪，将应变转换为数字显示，测读方便。这种接收仪表以恒电流法测量，可消除长电缆电阻的影响。液压平衡式渗压计，其测头的空腔设一金属薄膜，薄膜的一面连通甲、乙两根管，当孔隙水作用在薄膜的另一面时，薄膜向上挠曲，将乙管管端封住，此时自甲管徐徐输入液体压力使薄膜回弹，乙管开启，其平衡压力即为孔隙水压力。这种渗压计因用电气系统，特别是力的传感器不以应变作媒介，无弹性变形影响，可靠性高，美国、日本和欧洲一些国家已开始采用。

孔隙水压力测点通常是在土坝施工期进行布置，并埋设渗压计或测压管等观测设备。一般在土坝的最大断面等处至少选择二个观测断面，每个观测断面上分不同高程按网格布设测点。测点数量取决于地形、地质、施工方法、坝型和坝体尺寸等。在坝坡稳定分析滑弧区和靠近坝基的部位，要多设一些测点，以能绘出孔隙水压力等值线为原则。一般每个断面不少于3排，排距高差5～10米，每排不少于3个测点，点距10～15米。

常用的孔隙水压力观测仪器和设备有测压管和渗压计。对于渗透系数大于10^-5厘米/秒的坝料，可采用测压管测定；对于渗透系数小于10^-5厘米/秒的坝料，可采用渗压计测定。

测压管式孔隙水压力计 其结构为外径38毫米钢管或塑料管，测头为直径4厘米、长20厘米的透水石，周围填滤料，上部用粘土封闭，随填土加高而接长导管，用电测水位计测定管中水位，据以计算孔隙水压力。这种测压管式孔隙水压力计是1949年美国卡萨格兰德（A.Casagrand）首先提出的，以后得到推广使用。1974年，中国的技术人员将文峪河水库开口测压管改进为双管式的封闭测压管，使用方便，效果良好。

渗压计 其基本原理为：土中孔隙水渗经透水配件，将水压传至渗压计空腔，测定空腔的水压即为土中的孔隙水压力值。按照测头的结构不同，渗压计又可分为水管式和电测式两种。水管式测头是用长10厘米的金钢砂透水截锥体，嵌在金属管座和锥头内，锥体上端联接两根内径3毫米的尼龙1010聚乙烯管，水平地通到下游坝面观测室内，观测前应循环通水驱赶管内气泡，使管内全部充水，通过液体传压原理，从压力表直接测读孔隙水压力。1959年～1960年中国在汾河和文峪河水库土坝中都先后埋设了这种测头，观测效果良好。

1964年中国南京水工仪器厂生产的SKY型孔隙水压力仪，测量范围为-4～＋60米水柱（-0.4～＋6千克/厘米²）。仪器配以0.6～6千克/厘米²，0.35级压力表，测量精度按压力表最小刻度而定，灵敏度为压力表最小刻度之半。适宜于测定地基和土工建筑物的孔隙水压力。电测式仪器的测头空腔内设一金属薄膜，当薄膜的一面受到孔隙水压力作用时，金属薄膜产生挠曲变形，挠曲的大小与压力成正比，据以求得孔隙水压力值。按照测头的结构不同，电测式仪器又可分为钢弦式、电阻应变式和差动电阻式等。①钢弦式渗压计。测头设一金属薄膜，薄膜的一面固定一根钢弦，当孔隙水压力作用于受压膜而挠曲时，钢弦长度随之变化而产生不同的自振频率，据其大小从率定曲线上可以查定薄膜所承受的孔隙水压力值。中国南京水利科学研究所1960年研制了钢弦式渗压计，并已推广使用。②电阻应变式渗压计。是靠孔隙水施加压力于不锈钢薄膜，薄膜产生挠曲引起电阻变化，间接反映孔隙水压力。1959年中国汾河水库土坝埋设这种仪器，进行施工期观测，取得了有价值的孔隙水压力观测成果。③差动电阻式渗压计。孔隙水通过透水石进入测头空腔，作用在感应板上，感应板变形推动与之相连的传感部件的方铁杆，引起两组钢丝的电阻变化，测量电阻比大小即可算出孔隙水压力值。这种仪器是1932年美国卡尔逊（R.W.Carison）教授提出，又名卡尔逊式渗压计，在美国、日本和欧洲一些国家得到广泛采用。1958年北京水利水电科学研究院研制成测量范围0～16千克/厘米²、适用温度范围为-25～＋60℃的一系列差动电阻式渗压计。

土坝孔隙水压力的大小取决于荷载、土料性质、填土起始含水量、压实干容重、库水位、运行时间和边界条件等。在土坝施工期和刚竣工一年内，1～2天观测一次；运用期5～10天观测一次；在库水位骤降、地震或情况异常时应加密测次。同时观测的项目有固结、土压力、上下游水位。施工期还应掌握坝体填筑高程资料。

孔隙水压力观测成果要及时进行计算、校核、整理，并绘制孔隙水压力过程线、孔隙水压力等值线、孔隙水压力与荷载的关系曲线、库水位与孔隙水压力水头过程线等，据以分析孔隙水压力变化速度、范围、趋势，提出对设计、施工、运用的意见和建议。