水在土的孔隙中由于水头差而发生的流动。例如土坝坝体内渗流、闸坝地基内渗流、地下水向基坑中渗流等（如图1）；因为渗流的流速很小，一般是服从达西线性阻力定律的。水工建筑物中往往遇到土与渗水之间的相互作用问题。如果不知道这些规律并加以控制，则将产生蓄水量的损失，基坑内过多涌入水量、斜坡和地基发生渗流失稳等，所以土中渗流是影响工程安全的重要因素。对土中渗流的研究包括土的渗透性，渗流理论、渗透破坏和渗流控制几方面。在渗流问题中，一般用流网求解出影响土体安全的渗流水头、孔隙压力、水力坡降、渗透流速、渗透力和渗流量等，据此可分析土坝和地基的渗透稳定性，例如管涌、流土、滑坡等。

图1 土中渗流示意图

土的渗透性 水或其它流体通过不同土体孔隙所受阻力的强弱的性质，称为土的渗透性。

1856年法国达西用横断面积为A的均匀砂样进行渗透试验，发现单位时间内渗透量Q与上下游水头差（h₁-h₂）成正比，而与渗径长度（即试样长度）L成反比；即

土中渗流

如用通过单位面积中的单位时间的渗流量来表示流速v则

土中渗流

此式就是达西定律。其中i＝（h₁-h₂）/L为水力坡降；h为总水头，等于压力水头与位置水头之和。k称为渗透系数，它依赖于流体和多孔介质二者的性质，即与孔隙水的容重和动力粘滞系数，土的孔隙比、孔隙形状和排列或土的结构，以及弯曲通道流程的曲折度和土粒比表面积等因素有关。流速v为表观速度，也称达西速度，沿流线的实际平均渗透速度应为v/n（n为孔隙率）。

达西定律只适用于渗透水的层流运动区，即水头损失以粘滞力为主，且惯性力可以忽略的情况，其适用范围的上限如图2所示。在细粒土内，因土粒周围薄膜水和气泡的影响显著，也会使v～i偏离线性关系，只有在较大的水力坡降作用下胜过薄膜水的影响后才能符合线性阻力关系，所以存在一个达西定律的适用下限。一般除排水，反滤层或堆石等粗粒料和密实肥粘土以外，在工程实用上都可近似地认为服从达西定律，当然非线性的渗透规律也确实存在，现已有人用不同的表达式，将它引入到土工计算中去。

图2 达西定律适用范围示意图

渗透系数可在现场或试验室内用直接或间接方法测定。对渗透系数较大的土，用现场抽水或试验室常水头试验测定，而对中低透水性的土，可用变水头试验测定。对于k＜10^-6厘米/秒的粘性土，也可用固结试验成果间接推算。

渗流理论与流网 土中稳定渗流问题，对于各向同性均质物，就是求解均匀场的拉普拉斯方程，它是在达西定律和土体孔隙不变及水不可压缩的条件下推导的，其二维方程为：

土中渗流

在一定的边界条件下求解上式就能得到由流线和等势线两组正交曲线所组成的流场分布，即流网。如图1所示。流线反映水质点的流动方向和轨迹，线上每一点的速度都沿着该点处的切线方向。等势线是同一位势或水头的所有各点连线。在土坝坝体内的流网中，不透水层是一条流线，浸润线也是一条流线，水流入坝体的上游坝面是一条等势线，而流出的下游坝面既非等势线也非流线。

确定流网的方法很多，简单情形可用数学解析方法，复杂情况可用数值计算方法，如差分法、有限单元法及积分方程法等。还可用试绘法画流网，以及电拟试验、粘液模型及砂模型等法画流网。

随时间改变的非稳定渗流也可按照瞬时稳定渗流分时段求得流网。

流网确定后就可确定土体内任何点的孔隙水压力，坡降、流速及渗透力。也可根据由等势线得出的水力坡线确定水工建筑物底部上的扬压力，即基础底面向上作用的孔隙水压力。如图1（b）中的B点，其扬压力水头即该点到水力坡线间的铅直高度。A点的孔隙水压力以假想的测压管水头表示时，它与B点的水头同高。若以N_f表示流线间的通道或流槽数目，N_d表示等势线的位势降落（位差）△H的数目时，则在总水头H作用下的渗流量为：

土中渗流

流过体积V的土体内水流对该土体所施加的力，称为渗透力，以J表示，并以j表示单位体积渗透力，γ_ω表示水的容重时，则有

土中渗流

渗透力是造成流土或隆起现象的原因，其方向与流线方向一致。在土工计算中，饱和土体的体积力一般为渗透力与浮重的矢量和，或等于土体周边上的孔隙水压力与饱和容重的矢量和。

下游坝基地面上的水流垂直向上逸出的水力坡降称为出逸坡降i_e，其沿出逸地面的分布也可从流网求得。

管涌与流土 渗流破坏形式基本上有两种，一种是管涌，另一种是流土。管涌是指骨架颗粒孔隙中细粒填料被冲动和带走，发生在很不均匀的砂石地基，其临界渗流坡降较小。流土是土体的浮动，流失或隆起，发生在均匀的砂或粘性土的出逸地面上。例如，在向上渗流区内的深度Z处，其有效应力为：

σ′＝γZ-iZ_γω

式中为土的浮容重。当有效应力丧失（σ′＝0）时，该处将发生流土破坏。故σ′＝0时的临界水力坡降i_c为：

土中渗流

一般来说，水向上渗流破坏的临界坡降约为1，并视水文地质条件或施工条件可选取安全系数3左右来确定容许的平均出逸坡降。管涌与流土这两种集中渗流破坏形式的发展会使坝身或坝基形成漏水通道，危及闸、坝的安全。由于渗透力的作用，和浸润线过高，还会影响边坡稳定。

渗流控制 由于天然土层的不均匀性，地基土中的水流往往沿着渗透性大的土层而形成集中渗流。一项工程的成败，与渗流量和渗透力的大小密切有关。所以在工程设计中必须采取合理的渗流控制措施。例如在土坝透水坝基中往往采取上游设铺盖，以增长渗透途径；中间偏上游设置混凝土截水墙，灌浆帷幕或泥浆槽截水墙等；下游设排水、减压、反滤层压重以保护渗流出口等措施，使水渗出而不破坏地基；在土坝坝体内防渗体土料与透水料之间往往设有反滤层过渡层，以防土料的流失；在水工建筑物的地下轮廓线的两端，往往加深齿墙或打板桩等；在工程建成并投入运行期尚应监测渗流量和渗水压力并检查高速度渗流所在的局部涌泉与流土现象。