問題 地下水水位下降與地層下陷的關係?
 
答案
飽和含水層中土壤固體顆粒與孔隙水體係其同承擔土壤荷重及外加應力,其中,固體顆粒承受之應力稱之為有效應力(effective stress),孔隙水 體則以水壓力承受,當地下水水位下降時,孔隙水壓力減少,其原由孔隙水體承受之應力轉嫁至固體顆粒承受,即造成土體有效應力增加,此現象促成個別固體顆粒 扭曲或破碎,以及因滑動或滾動而引起之顆粒間相對運動,而趨向緊密排列,減少土壤孔隙,而發生壓密作用(consolidation),進而在地表面產生下陷之現象,此機制之概念可如下說明所示。
土壤受到新的外加壓應力所發生之變形,可以分為瞬時壓縮變形及壓密作用發生之變形,壓密作用為一種與經過時間有關 之土壤體積壓縮現象。瞬時壓縮變形,可能由於土顆粒架構為了有效傳遞外加載重而發生顆粒排列方向之轉變,或土壤團粒(cluster)本身之彈性變形所致。
此種變形由可回復之彈性變形(elastic deformation),與不可回復之塑性變形(plastic deformation)所構成。 而壓密作用產生之變形主要發生於飽和或接近飽和黏土,又可分為主要壓密(primary consolidation)變形及二次壓密 (secondary consolidation)變形,前者為孔隙水之排出所引起土體孔隙之壓縮,後者則可能由於包圍黏土顆粒周圍水膜之潛變 (creep)所發生。綜言之,由土壤之內部應力來考慮壓密現象時,亦可將壓密現象視為土壤受一外加的有效壓縮應力(effective compressive stress)作用,體積發生收縮的現象。
引起土壤體積變化之因素有:
1.土壤顆粒的重新排列。
2.土壤團粒(ped或cluster)的變形。
3.孔隙水及空氣的排出。