4.6.3.1　地下水物理作用机制

水—岩物理作用主要是指水对岩土体的软化及泥化作用，使黏聚力c和摩擦角φ减小（张明等，2008）。水—岩物理作用对岩石的劣化主要和湿度以及温度有关，其中一部分是可逆的，诸如砂岩、泥岩风干而失水后，强度随含水量的减少而增加；另一部分则是不可逆的，诸如页岩、泥岩遇水崩解，使得岩石结构发生宏观的损坏。

1.岩土体含水量对库岸边坡的影响

岩石的力学性质受到其含水量影响的问题是涉及地学研究和岩土工程等多领域的重要课题。L.MÜller（1981）曾指出过，岩体是由矿物—岩石固相物质和含于孔隙与裂隙内水的液相物质组成的两相介质。水的存在会降低岩石的弹性极限，提高岩石的韧性和延展性，使岩石因软化而更易发生变形。水在岩石中主要以结合水和自由水两种方式存在，对岩石产生联结、润滑、孔隙水压和溶蚀等物理化学作用，并共同影响着岩石的强度和变形性质。由于岩石性质的多样性、模糊性、随机性及地质环境的复杂性等原因，含水量对岩石力学性质和边坡稳定性的影响目前并没有系统的认识（马豪豪等，2012）。

（1）含水量对岩石力学性质的影响机理。岩石与水接触后，水在岩石的微裂隙和孔隙中，并以孔隙水压力的方式与外部应力场相互作用，抵消了部分作用在岩石内部的总应力，不但降低岩石的弹性屈服极限，而且也将降低岩石的抗剪强度。与此同时，岩石作为自然界的产物，其自身存在晶内缺陷、颗粒间的微孔和裂隙，存在原生、次生的层理、节理等。岩石孔隙越大，含有的亲水性矿物越多，则能吸收的水分就越多，对岩石产生的力学效应也越大。因此，随着岩石颗粒由粗到细，胶结程度由弱到强，岩石强度由低到高，岩石受含水量的影响也越小。

不同岩石的矿物成分不同，含水量变化引起的力学性质变化也不同。水与岩石中的黏土矿物成分结合，形成新的水溶物，改变了岩石的原有结构，削弱了骨架颗粒间的胶结力，使岩石强度降低甚至从原岩上崩解脱落。当含水量达到一定数量时，部分黏土矿物因软化而最终成为软土状。

当岩石含有细颗粒黏土矿物成分时，由于黏性颗粒一般呈扁平状，因此其比表面积更大，亲水性也较高。如蒙脱石、伊利石和高岭石都具有很强的膨胀性，由此类矿物成分组成的岩石遇水之后，其含水量能达到较高值，之后因体积膨胀而破坏其颗粒间的黏结及岩石的原有结构，使得岩石强度及抗剪强度降低。此外，水对岩石的应力侵蚀也会降低岩石的强度。

（2）含水量对岩石力学性质影响的量化分析。含水量与岩石强度的量化关系可通过岩石力学试验获得，据此可确定不同岩石含水量与岩石力学性质之间的影响关系。一般而言，岩石单轴抗压强度、弹性模量和抗剪强度随含水量的增加而降低，降低程度和降低速率因岩性而异，取决于其颗粒大小、胶结程度和是否含有亲水性黏土矿物等因素（孟召平等，2009）。随着碎屑颗粒粒度由粗到细，即由砂岩到泥岩变化，岩石的单轴抗压强度和弹性模量随之减弱。L.Obert等（1946）研究了含水量对不同岩石强度的影响，烘干砂岩抗压强度比风干状态下大1%～18%，饱和砂岩抗压强度比风干状态下小10%～20%。但去除水分后岩石恢复原来的强度，说明这是一个可逆过程，只有在化学过程（特别是溶解）的影响下才会发生不可逆的现象。这种强度变化在浸水初期变幅最大，当含水量接近于饱和状态时，强度指标随含水量增大的变幅将逐渐降低。陈刚林、周仁德等（1991）通过对不同饱水度的花岗岩、灰岩、砂岩、大理岩四种岩石的强度研究，认为水对岩石力学性质的影响与岩石中含水量是密切相关的，它们之间并不呈简单的线性关系。Tamada（1981）测得几种沉积岩的抗剪强度与岩样浸水时间之间的关系，结果表明岩石抗剪强度随时间、含水率呈负指数关系下降，黏聚力随含水率呈负指数关系下降；随着含水量的增加，岩石的弹性模量也呈负指数降低。对某一特定类型岩石，当其内部达到一定的含水状态后，岩石中含水量的变化不会再改变岩石的变形破坏过程。水对受力岩石的力学效应具有时间依赖性，这说明只从有效应力原理来考虑水对岩石力学性质的影响是不够的，而应该考虑应力腐蚀这样复杂的过程。

（3）不同含水量下的变形破坏机制。含水量的多少不仅影响岩石的强度和变形参数的大小，岩石的变形破坏机制也将受到影响。随着含水量的增加，泥岩的弹性模量及峰值强度均产生急剧降低，且峰值强度对应的应变值有增大的趋势。同时，在干燥或含水量较少的情况下，岩石表现为脆性和剪切破坏，具有明显的应变软化特性，且随着含水量的增加，峰值强度后岩石主要为塑性破坏，软化特性变的不明显。

不同岩石所含的矿物成分不同，因而遇水软化的性态也不同。绝大多数岩石中含有黏土质矿物，这些矿物遇水易软化泥化，降低岩石骨架的结合力。此外，当岩石含有石英和其他硅酸盐时，水化作用削弱SiO2键，使岩石强度降低，水对岩石的这种作用称为岩石的软化作用。岩石软化系数（KR）是指岩石饱水抗压强度（Rcw）与干燥岩石试件单轴抗压强度（Rc）的比值：

式中：Rcw为饱水岩石单轴抗压强度，MPa；Rc为干燥岩石单轴抗压强度，MPa。

岩石弹性模量降低系数（KE）是指岩石饱水弹性模量（Ecw）与干燥岩石试件弹性模量（Ec）的比值：

式中：Ecw为饱水岩石弹性模量，GPa；Ec为干燥岩石弹性模量，GPa。

显然，KR值愈小则岩石的软化性愈强。当岩石的KR＞0.75时，岩石软化性弱；同时也可说明其抗冻性和抗风化能力强。

K.V.Terzaghi在研究饱和土的固结、水与土壤的相互作用时，提出了有效应力理论。Robinson等研究得出，在水压力作用下岩石的有效应力为

式中：为有效应力张量，MPa；σij为总应力张量，MPa；α为等效孔隙压力系数，由岩石的孔隙和裂隙决定，0≤α≤1；p为静水压力，MPa；δij为Kronecker符号。

含水量对岩石变形破坏影响机制可用有效应力和莫尔-库仑理论解释（张金才等，1997），表征岩石破坏准则的莫尔-库仑公式为

当岩石中存在水压力时，其有效正应力σ′=σ-αp，则岩体强度公式为

由此得出岩石的抗剪强度随含水量的增加减少了αptanφ，同理得出在水的影响下，岩石的抗压强度减少了2αpsinφ/（1-sinφ）。当岩石处于非饱和状态时，岩石的抗剪强度由摩擦力和凝聚力这两部分组成。而当岩石的饱和度较高时，剪切强度降到很低。因此，天然边坡的饱和度是影响其稳定性的一个重要因素。

此外，由于水不具有抗剪性，因此水分子的层数越多（岩石含水量越大），岩石的承载力、剪切变形就越少，从而降低了岩石的峰值强度和弹性模量，使岩石的力学性质劣化。同时由于岩石的成分复杂，可能存在对水敏感和不敏感的各种矿物，且在岩石中分布不均匀，当岩石含水量发生变化时，其内部易产生膨胀应力，形成应力集中区，进而产生微裂纹（邓建华等，2009）。

2.冻融循环对库岸边坡的影响

岩石是工程上大量使用的材料，实际工程中的岩石材料总是处在一定的环境中，经受着不同风化作用的影响（杨振锋，缪林昌，2009）。温度的变化就是影响岩石风化的一个重要因素。例如在寒区，由于季节更替、昼夜循环，岩石材料会由于冻融循环而产生物理风化作用，内部材质会因此劣化。对于冻融循环对岩石的破坏过程主要有以下两种：①对孔隙介质如混凝土和岩石，其冻融损伤劣化过程，现在已经有了比较普遍一致的认识（Hori M.，1998）：即当孔隙脆性介质冻结时，储存在其孔隙内部的水发生冻结并产生约9%的体积膨胀率，而这种膨胀将导致内部产生较大的拉应力和微孔隙损伤；当介质内部的孔隙水（或裂隙水）融化时，水会在其内部微孔裂隙中迁移，进而加速这种损伤。②从力学的角度来看，岩石的冻融破坏过程为：当环境温度降低时，岩石内部的孔隙水开始发生冻结，因为其体积发生膨胀，故对岩石颗粒产生冻胀力，由于这种冻胀力相对于某些胶结强度较弱的岩石颗粒具有破坏作用，故造成岩石内部出现了局部损伤；当温度升高时，岩石内部的水发生融解，伴随这一过程的是冻结应力的释放和水分的迁移；随着冻融循环次数的增加，这些局部损伤域逐步连通成裂缝，岩石强度和刚度不断降低，并最终造成岩石块体断裂、剥落。

（1）冻融循环对土质边坡的影响。

图4.45　简单边坡几何关系

寒区库岸的土质边坡产生滑塌的主要原因在于冬季低温对土体产生冻胀，随着冻结面的下移，土质边坡水分由下部向冻结面迁移集聚，春融期坡面积雪融化使原坡面土体达到过饱和状态，边坡极易发生表层滑移。土质边坡冻融滑塌机理包括两个方面：一是冻融循环作用下的土体重力侵蚀蠕动（许珊珊，高伟，2006）。因春融期冻融循环作用，导致饱和土体相态往复变化，冻结时体积增大，土颗粒垂直于斜坡向上抬起，融化时体积收缩，土颗粒沿重力方向垂直下落。二是冻结面下降形成的滑床现象。春融期坡面冻土由表及里逐渐融化，冻结面逐渐下降，这样就在坡体内部产生了一个融化与冻结的交界滑床面，如图4.45所示。交界面与边坡坡面近乎于平行，而交界面上方为饱和土或含水率比较高的解冻土，其抗剪强度降低明显（武鹤，2015），导致库岸边坡失稳。

（2）冻融循环对岩质边坡的影响。长期以来，国内对边坡整体稳定性的研究比较深入，对边坡，尤其是岩质边坡在冻融作用下的稳定性研究起步相对较晚。岩质边坡坡体的冻胀与融解的研究主要是从宏观上观察冻融现象，微观上探索水分迁移和成冰的机理，进而掌握岩体裂隙毛细水及地下水冻胀与融解的规律。(www.daowen.com)

冻融作用下岩质边坡的破坏主要以滑塌为主，主要是冻胀和融解作用，其破坏机理如下：在中高山区库岸的岩质边坡，若入冻前发生降雨之后气温骤降，导致岩体裂隙中的毛细水及裂隙水（地下水）结成冰凌而产生冻胀现象；最后随着气温回升，岩体裂隙中的冰凌发生融解现象。在年复一年的冻胀与融解作用下，岩体发生物理风化作用，岩体中的裂隙不断张开，岩体抗剪强度大大降低。冬季高寒地区的地表水、浅层地下水，在0℃以下，冻胀力将会加大岩体内裂隙，以致使岩土体发生崩解；当温度在0℃附近时，由于裂隙岩体中大量自由水结冰即发生物相变化过程，体积膨胀（一般水结成冰后体积膨胀约9%），致使冻胀应力和冻胀变形骤然增大。冻融作用不仅加速了表层岩体的风化剥落，而且使含水裂隙因冰层膨胀而张开造成库岸失稳（武鹤，2015）。

3.干湿循环对库岸边坡的影响

在库水位调度过程中，库岸边坡处在浸泡—风干的交替状态下，这种交替作用对岩土体是一种“疲劳作用”，对岩土体造成渐进性损伤。

（1）土质边坡。对于土质边坡而言，库水位的调度使得土体经历干湿循环以及胀缩变形。在水位第一次上升后，原状土体中的孔隙充水，发生一系列的物理—化学反应，使得裂隙扩展，产生新的裂隙，同时形成相互贯通的裂隙网络，降低土体的整体性；随着裂隙的扩充，含水率增加，再次降水，空隙中的水将原先的土体中的矿物伴随着物理—化学作用带出，一些细小的颗粒也随降水而被带走，经历风干后，改变了土体的结构，再次蓄水，土体中新的孔隙充水再次发生物理—化学反应，又使裂隙扩展，同时再次生成新的裂隙，如此反复，不但降低了土体的整体性，裂隙的增加也使土体的渗漏率有所改变；随着干湿循环次数的增加，渗透率不断降低，一系列的物理—化学作用也使得土体中的最小孔隙有所增大，压缩性减小，微观结构的一系列改变，最终造成土体的物理力学参数c′、φ′值降低，使边坡稳定性降低（唐朝生，2011）。

（2）岩质边坡。对于干湿循环，工程上主要关注崩解的岩石，对于岩质边坡，干湿循环的作用机理主要是气质崩解和胶体物质消散（张芳枝，2010）。

库水位反复升、降的浸泡—风干循环作用，岩体内部往往存在着大量弥散分布的细观缺陷，岩石（体）的结构，如节理裂隙及裂纹分布区，尤其是裂隙尖端的塑性区，是水—岩物理、化学、渗透作用的活跃带。库水位的反复升降循环过程，是对库岸边坡岩体损伤的一次次累积。库水位的上升，库水入渗，促使水—岩物理、化学作用的产生，岩体渗透、水化学作用加剧了岩体裂隙相互作用及裂隙聚集效应；库水的下降，产生更多新的次生孔隙，而裂隙的聚集、扩展又为水化学作用和渗透提供了更有利的环境，为下一次水位上升时的物理、化学作用提供更多的反应表面。岩石失水干燥后使其吸湿压力提高，大量裂隙、孔隙中充满空气，当干燥岩石再次浸水后，由于吸湿压力的作用，水很快沿裂隙通道渗入，岩石内空气被挤压，外部渗入量增加导致内部空气压力上升，以致矿物骨架沿最弱面发生破裂而逐渐崩解（气质崩解）。而且在库水位大幅度变化情况下，不仅会改变水—岩作用中的溶解模式及强度，还反复改变溶解—沉淀方向，加剧水—岩反应，使岩体不断产生新的物理、化学损伤，导致岩体的强度逐渐降低。每一次的效应可能并不一定很显著，但多次重复作用后，损伤效应可能会累积性发展，很可能使稳定的滑坡向不稳定方向发展。这个循环过程逐渐导致岩体内的细微观裂隙的集中化及扩展，向宏观裂纹、裂隙的转变，在宏观裂纹、裂隙形成以后，水—岩物理、化学作用愈加强烈，其细观的损伤不断演化，推动宏观缺陷的发展，而宏观裂纹在扩展过程中引起的细观损伤区域，又是水—岩化学作用强烈的区域。如果在这个过程中考虑不可溶性盐的沉淀和可溶性岩的结晶、干缩湿胀、崩解等其他作用，岩体的累积损伤将会更加严重。统计发现，很多库岸边坡的失稳并非发生在首次蓄水，而是发生在经历几次库水位升、降循环作用之后（邓华锋等，2014）。

4.6.3.2　地下水化学作用机制

水—岩化学作用对岩石的劣化效应主要使岩石内部结构发生破坏，同时产生新的矿物，是一个不可逆的过程。常见的对水库的影响主要是库区周围的岩土体由于地表水和地下水水解和溶蚀、软化作用，会导致库岸斜坡出现软化变形，进而形成滑坡坍塌等危害。

（1）土质边坡地下水化学作用。土质边坡是由松散堆积物组成，下部为基岩或性质不同的其他类型土。随着库水位的骤涨陡落，库岸的地下水位也随之升高和降低。当地下水升高时，上层松散堆积物中的可溶性成分易被地下水溶解，使土体原有的结构遭到破坏，减小了摩擦力和凝聚力。随着地下水位的降低，溶解于地下水中的物质被带走，导致边坡失稳。同时大气降水也对土质边坡具有很大的影响。随着雨水入渗使得土体的抗剪强度降低或软化，滑面处岩体软化，从而降低边坡的稳定性，导致滑坡的发生。

（2）岩质边坡地下水化学作用。对于岩质边坡来说，地下水会对岩土体产生一系列诸如水解、溶解和碳酸化合作用等化学反应，从而改变岩土体的矿物成分，导致岩土体细微观结构的破坏，改变其结构特性而影响岩土体的力学性能。受地下水化学作用后，岩土体物理力学特征的变化会变得较为复杂。就算是坚硬致密的弱风化基岩，也会存在着大量微裂隙，水化学溶解长期在裂隙中与矿物颗粒或晶体发生化学反应，使原有的矿物分解并生成一些新的矿物，而某些新生矿物具有高度的分散性，这种作用逐渐地降低了岩土体的强度。库水位上升后，岩土体被水浸没，岩土体受水化学作用后产生的易溶矿物随水流失，而难溶或结晶矿物则残留原地，结果致使岩土体的孔隙增大，岩土体也因此变得松散脆弱，使得库岸边坡稳定性降低。

4.6.3.3　地下水力学作用机制

1.土质边坡地下水力学作用

对于土质边坡，地下水对库岸边坡的力学作用机制主要分为静水压力、动水压力和超孔隙水压力。水位升降对于库岸边坡的稳定性的影响最大。宏观上，水位上升主要是对岸坡底部的冲刷淘蚀，以至于造成塌方和崩塌，坡体内部地下水位上升，坡顶拉张裂隙充水，也会使边坡的稳定性降低；微观上，库水位的升降对边坡内部的水力梯度、静水压力、动水压力、超孔隙水压力、基质吸力和底滑面的摩擦力产生直接的影响。坡内水位的变动，土条饱和重量改变，从而引起了下滑力、土条底部孔隙水压力、由有效应力控制的土条底部摩擦力对抗剪强度的贡献等一系列的改变，进而影响了岸坡稳定。水位不同，边坡最危险滑动面位置也不同。

（1）静水压力的影响。

对于土质边坡，静水压力主要指孔隙水压力，孔隙水压力的改变主要影响土体有效应力σ′和基质吸力，对于库水位上升所浸没的土体以及地下水位线以下的土体受到水的浮托力作用，使其有效重力减轻，同时下滑分力增，孔隙水压力u和总应力σ均增加，由于孔隙水压力和总应力的增加值相同，因此被浸没的土体的有效应力不变，σ′=σ-u，因此在水库蓄水过程中，土体有效应力不变。但在库水的长期作用下，土体内的细颗粒被逐渐带走，土体结构改变，颗粒接触面积增大，有效应力σ′增加，但在长期浸泡作用下，土体软化以及胶结物质的减少使得土体的有效期强度参数c′、φ′值降低，根据莫尔—库仑准则：τƒ=σ′tanφ′+c′，有效应力σ′的增加使土体抗剪强度增加，但是有效内摩擦角φ′和有效黏聚力c′的减小使土体抗剪强度降低，综合影响下，土体的抗剪强度还是较之前降低，这就使得土质边坡前缘出现变形现象（刘波，2007）。

非饱和土的孔隙中不但充填有水，而且还有空气，水—气分界面（收缩膜）具有表面张力，在非饱和土中，孔隙气压力与孔隙水压力不相等，并且孔隙气压力大于孔隙水压力，收缩膜承受着大于水压力的空气压力，这个压力差值称为基质吸力。岸坡外水位升降可以引起岸坡内土体基质吸力的大小和作用范围的较大变化，从而导致岸坡土体的抗剪强度发生较大变化，影响岸坡稳定性。分析水位变动时岸坡的稳定性变化，应正确考虑土体基质吸力的这些变化。随着水位的变化，岸坡土体基质吸力的作用范围和它对抗剪强度贡献的大小都发生了较大变化，这些变化使水位上升之前的非饱和区岩土体抗剪强度有较大的改变，进而改变了岸坡安全系数的大小，除了改变基质吸力、影响抗剪强度外，还表现在改变滑面处的孔隙水压力，进而改变抗滑力的大小。另外，水位变动还会造成坡面处推力大小的变化（赵炼恒，2010）。

（2）动水压力的影响。

土质边坡中的动水压力由地下水的渗流造成，沿边坡方向存在水力梯度，在地下水渗流过程中，细颗粒被带走，土质边坡内部逐渐变得更加松散，形成较多的管道，同时在渗流过程中土体对水有阻流作用，相反地下水对土颗粒也存在一个拖拽力，尤其在水位骤降时，地下水位也随之降低，形成较大的水力梯度。因此，动水压力形成一个向坡外的推力，造成库岸边坡稳定性降低（王平卫，彭振斌，2007）。

（3）超孔隙水压力的影响。

对于饱和土，孔隙中充满水，这些水在稳定状态时有一个平衡的压力。当土体受到外力挤压时，土中原有水压力也会上升，上升的这部分压力就是超孔隙水压力。一般来说，超孔隙水压力都有消散的趋势，随着时间的推移会消散掉。但上层土层是不透水时，可能长期存在。在土质边坡内，当土体处于饱和状态而发生剪切变形时，土体内颗粒结构发生变形，土体孔隙内水受到挤压，产生超孔隙水压力，初期的表现为静水压力过大，使有效应力降低，从而降低土体抗剪强度，随着时间的推进，土体内超孔隙水压力逐渐消散，部分水从孔隙中溢出，向坡外渗流，又产生动水压力，带走细颗粒，使胶结物质减少，降低抗剪强度。

2.岩质边坡地下水力学作用

对于岩质边坡，岩体中存在随机发育的大量裂隙，内部较易充水而产生静水压力。静水压力包括后缘拉张裂缝的静水压力，潜在滑动面的扬压力，水位下降会造成岩体内的动水压力。广义孔隙水压力作用于岩体结构面（潜在破坏面）上，表现在三个方面：①降低该面的正应力，减小摩阻力，进而降低崩滑体的抗滑力；②动水压力沿边坡临空面产生的推力增加了下滑力；③孔隙水压力的“水楔”作用，推动了裂隙的扩展过程，进而破坏岩体，使边坡发生渐进性破坏。

（1）静水压力的影响。静水压力是对孔隙水压力、裂隙水压力及浮托力等的总称。静水压力可以降低结构面的正应力，减小摩擦力，从而减小滑坡体的抗滑力。孔隙水压力对岩石裂隙有水楔作用，该作用加快了裂隙的扩展进程，使边坡发生渐进性破坏，主要是对不稳定块体的平推作用。由于水对岩体边坡稳定性的影响主要表现为地下水压力对潜在滑动面或岩体结构面的作用。由不同岩体组成的边坡，岩体结构面的展布特性不同，结构面上水压力分布则不一样。因此，岩体边坡的稳定性及变形特性与地下水压力的分布形式密切相关。Hoek等认为岩体边坡中饱水和无水状态下安全系数可相差0.5～0.8，尤其是当坡顶（面）裂缝与坡高之比在0.65左右时更为明显（Hoek K，1983）。

（2）动水压力的影响。动水压力是地下水在渗流过程中对岩土体颗粒施加的作用力。动水压力沿边坡临空面产生的分量使下滑力增大，从而降低了边坡的安全系数。它是一个体积力，其大小与流动水的体积、水的容重和水力梯度有关，计算公式如下（何满潮，2003）：

式中：D为动水压力，kN；i为水力梯度；V为渗流体积，m3，其方向与水流的方向一致。

结构面的填充物在水的浮力作用下，重量降低，动水压力稍大时，就会带走结构面中的填充物颗粒，潜蚀掏空岩块之间的填充物；同时动水还会磨平粗糙的岩石面，使其变得光滑，降低了岩石的摩擦系数，减小了岩体的抗滑力。此外，加上水在压实空隙中的增加，滑体的重量增加，使得下滑分力增加，降低了边坡的稳定性（薛娈鸾，2007）。

对于岩质边坡中的结构面来讲，无论是否有充填物，地下水产生渗透压力最终转化为作用在岩层上下壁面上的拖拽力t0=b J=bγwi（b为结构面开度；J为渗透力；γw为水的重度；i为结构面处的水力坡度）精确计算水流对岩体的拖拽力较为困难，考虑到渗透率与拖拽力存在差别，因此取拖拽力的1/2为水流对上部岩层的拖拽力，拖拽力的存在也加大了岩体的下滑分力，使岩体稳定性降低（舒继森等，2012）。

3.流固耦合相互作用

岩体水力学中，流固耦合是一个研究热点。岩体裂隙渗流场与应力场耦合特性是裂隙岩体渗流研究的核心问题。裂隙岩体渗流场与应力场的耦合作用主要表现在两个方面：地下水在裂隙中渗流产生的渗流作用力改变了岩体的初始应力状态；裂隙岩体应力状态的改变引起岩体变形并导致岩体裂隙几何参数尤其是裂隙开度的变化，地下水在岩体裂隙中的渗流通道随之发生变化，从而使岩体裂隙的渗透性变化，最终导致裂隙岩体的渗流场发生改变。裂隙岩体的这种渗流场与应力场相互作用是一个反复耦合的动态过程（刘才华，

2006）。

裂隙岩体渗流场和应力场的耦合作用主要表现在两个方面：一是裂隙岩体在各种因素作用下其应力场发生变化，使岩体的位移场发生改变，导致岩体中地下水的渗流通道发生变化，继而改变岩体的渗流特性；二是地下水在岩体中的渗流对岩体施加静水压力和渗透力，使岩体的应力场发生重分布。岩体渗流场和应力场的这种相互作用使其处于一种动态平衡状态。岩体渗流介质模型一般分为等效连续介质模型、离散网络介质模型和双重介质模型，对于不同的岩体介质类型，渗流场与应力场的相互影响机理是不一样的。