岩土体的渗透变形，实质上是地下水流对岩土体的作用力与岩土体的阻抗力之间的矛盾关系。就土体而言，渗透变形能否发生以及发生的型式决定于土体的结构、工程地质特性，以及水动力条件等因素。

8.4.2.1　岩土体结构及特征

渗透变形能否发生，首先决定于岩土体的地质结构、岩性变化和土层组合关系。在透水层较厚、直接出露地表的情况下，最有利于渗透变形的发生。如果上覆有较厚而完整的不透水层，水没有进入透水层的入口，渗透变形当然就不会发生。其余情况可类推。

对于土体来说，透水层的颗粒组合对于渗透变形的发生及其型式最为关键。从管涌来看，只有当大颗粒的直径（D）与细颗粒的直径（d）的比值大于20，即D/d＞20时，这种在级配上缺乏中间粒径的无黏性土才能产生管涌。黏性土、砂土的渗透变形型式主要为流土和浮动；粗粒土，如砂砾石和砂卵石的渗透变形型式则依其颗粒级配情况而定，既可能发生管涌，也可能发生流土。

渗透变形的危险性，即渗透变形的严重程度与土的颗粒成分有关。从管涌来看，当细粒含量较少时，粗大颗粒互相接触构成骨架，小颗粒虽被渗透水流带走，土的结构和强度基本不受破坏或破坏轻微，而且不会无限制地发展，称为非发展型的或安全型的。当细粒含量较多达到一定程度时，粗颗粒不能互相接触，构不成骨架，随着渗透变形的发展，土的结构和强度遭受破坏，水流更易集中，管涌不断扩大，这称为发展型的或危险型的。

岩体中渗透变形主要发生在软弱夹层及软弱结构面部位。页岩、碳质页岩等原生软弱层经受成岩作用比较密实，又未受构造错动，不易发生渗透变形，其渗透稳定性较高。渗透变形较强烈的是断层破碎带和层间错动带。前者岩石破碎夹有碎屑物质，后者经受错动，劈理和裂隙发育，破碎泥化，组织松散。它们均具有渗透性强的特征，渗透水流的动水压力稍高，细小颗粒即易被带走，发生管涌，在高压渗流作用下形成管涌通道，导致整个渗流区的渗透变形。

从软弱夹层的物质组成来看，含黏粒较多、水稳性较差者，其抗冲强度低，并有化学潜蚀配合，促进机械潜蚀的发展。水稳性是指软弱夹层中易溶盐和游离氧化物含量高，遇水后这些物质易于溶解或胶溶，削弱结构面的连接力，增加渗透性，便于机械潜蚀的发展。游离氧化物主要为游离硅、铁、铝氧化物，呈无定形含水凝胶或微晶，作为胶结物或沉淀于裂隙面上。有的工程运转数年后发现在坝基排水口处出现红黄色胶状物淤积，即系节理及断层带充填物中游离氧化物在渗流作用下形成的胶溶物淤积而成，有人称之为“灌淤作用”，这对坝基排水是不利的，需要冲洗清除。同时也说明了化学潜蚀的存在，有导致管涌的危险性。

岩土体对渗透变形的阻抗力大小可以用临界水力坡降来衡量。能使土开始发生渗透变形时的渗透水流的水力坡降称为该种土的临界水力坡降。(www.daowen.com)

临界水力坡降的确定方法很多，可用室内实验和现场试验法确定，或用观测法和计算法来确定。此外，还可以用实际经验中取得的与其他性质指标的关系来确定。用计算法确定时应区别土的类型和致密程度，以及不同的渗透变形型式，选择相应的计算公式。

8.4.2.2　渗透水流的影响

岩土体是否发生渗透变形在很大程度上决定于渗透水流的方向和动水压力的大小。库水渗入坝下至坝后逸出，渗流方向是有改变的。在渗入段水流方向由上向下，动水压力起着压实土体的作用。在中部，渗透水流为水平的，由上游向下游渗流，被动水压力冲动的土粒随之向下游移动。在下游，特别是在堤脚、坝脚处附近，当有出口时，水流由下向上，动水压力将其能浮动的颗粒悬浮并带出，由于地面是临空的，土体能自由地浮动和隆起，所以渗透变形最易从此处开始，并逐渐向上游扩展，破坏堤基、坝基，为渗透变形的危险区。

渗透水流动水压力的大小可用岩土体中的水力比降（也称水力坡降、水力梯度）来表征。渗入段、水平渗流段和逸出段的水力比降是不同的。加上地质结构的变化，所以不同位置渗透变形情况也是不同的。

渗透水流的总水头对水力比降起着控制作用，总水头愈大，实际水力比降愈大，愈可能发生渗透变形。对于大坝来讲，总水头的大小随坝高而定，对于高坝须特别注意研究渗透变形问题。对于堤防来讲，定期对河道清淤，降低堤内外水头差十分关键。

在渗透变形判别中，实际水力比降的确定非常重要，它是进行渗透变形判别的前提，可由流网的图解法、理论计算法、数值模拟法以及地下水观测等方法确定。