黄土渠道岸边土体在渗漏水作用下浸湿，使浸湿部分的黄土强度显著地降低或产生湿陷变形。上部未被浸湿部分呈悬臂梁状土体失去平衡状态，发生向下坐落或倒塌式的破坏现象，我们称之为塌陷现象。
图12-13 黄土渠道沿线湿陷预测及防治措施示意图
1—地面线；2—不整合面；3—渠道纵坡；4—渠道湿陷后渠底标高；5—渠底留高；6—渠堤超高
图12-14为永登东干渠黄土渠道塌陷情况之一例，可以作为上述现象的典型示例。黄土渠道塌陷性与黄土的成因类型及形成时代所决定的黄土工程性质有关系。如图12-14所示的永登东干渠塌陷多发生在新黄土层中，该渠道施工边坡系数为1∶0.5。施工期后，未通水前，渠道稳定规整。渠道通水后，发生了大量的塌陷现象，有的地段地表下沉达数米，塌陷范围达20～30m以上。与此同时，有的地段伴随着产生边坡崩塌，将渠道埋死，引起决口事故。有的地段由于塌陷使外堤破坏而产生决口事故。该渠道老黄土地段，渠道通水后，渠道仍然安全稳定，未发生塌陷现象。
图12-14 永登东干渠长检沟东1200m剖面塌陷情况
又如图12-15所示的永登东干渠老黄土地段，渠道通水后亦稳定无损。该渠道的边坡为1∶0.5至1∶0.2，渠道通水已经2年。
图12-14为永登东干渠新黄土系亚砂土，结构疏松，多大孔，干重度很小，小至11.7～12.8kN/m3，含水量很低，一般的为5%～10%。
图12-15为永登东坪渠老黄土系亚粘土，结构致密，大孔少而小，干重度很大，大至14～16kN/m3，含水量很高，有的高于20%以上。
上面两个实例已经清楚指出了黄土渠道塌陷性与黄土类型及其工程性质间的关系。区域黄土的组成成分，特别是其颗粒成分，是有差异的，然而并不特别悬殊。区域黄土的湿度，总的来说，差异不大。但其干重度就各种成因类型及地区间有时存在着很大的差异，这种差异性将影响着黄土渠道的塌陷性。而区域不同类型的黄土的密度差别极悬殊。如新黄土的干重度常小至11～13kN/m3；老黄土的干重度常大到14～16kN/m3。它将是决定黄土渠道塌陷性的主要因素。
图12-15 永登市东北东坪渠黄土渠道稳定情况
为了探讨在黄土中开挖的渠道在通水利用时，是否会发生塌陷现象，我们组织了甘肃西部及中部已建成的渠道塌陷性考察工作，着重地研究了如下几个问题：①黄土类型与塌陷性间的关系；②黄土的密度与塌陷性间的关系；③黄土的湿度与塌陷性间的关系。
考察结果发现，区域内的黄土渠道塌陷主要发生在新黄土中。所考察的渠道黄土含水量有的低到6%～10%，有的高至20%以上。塌陷的黄土渠道几乎全部皆位于含水量低至6%～10%的新黄土中。渠道塌陷与黄土的干重度间存在着密切的关系。根据我们考察工作中所获得的渠道塌陷与黄土干重度间关系的资料，已经可以清楚地得到如下一个重要概念，即：在干重度小于12.9～13.0kN/m3的黄土中修筑的渠道，在通水时，存在着严重的可能塌陷的危险性。应当说明一下，我们实际观测的渠道塌陷地段黄土的含水量系小于6%～10%，属于新黄土。
考察获得的资料指出，黄土渠道的塌陷性与干重度有关。且可以用黄土的干重度大小来划分渠道的塌陷程度，这一现象是由黄土的干重度与其强度特性间的关系所决定的。
根据上述资料分析，我们认为，可以根据黄土的含水量状态将黄土划分为浸水稳定类和浸水不稳定类。其分界指标可以采用最大分子含水量或塑限含水量，更确切地说，以塑限含水量较合适。因为在目前情况下，塑限含水量是工程技术界所熟悉的指标，同时也是很容易求得的指标。
基于上述情况，我们认为，在陇西黄土中修筑渠道时，根据黄土的干容重及含水量可将渠道黄土塌陷性分为3类：①强塌陷性；②弱塌陷性；③非塌陷性。分类界限指标示于图12-16。
图12-16 陇西黄土渠道塌陷性分类
图12-16指出当黄土干重度大于13.5kN/m3时，不论其天然含水量如何或者当天然含水量大于塑限含水量时，不论其干重度如何，在这种黄土中修筑的渠道，通水运用时都不会发生塌陷现象，即属非塌陷性黄土。当天然含水量小于塑限含水量，黄土干重度小于12.8kN/m3 时，在这种黄土中修筑的渠道，在通水运用时，必将发生剧烈的塌陷现象，故我们称之为强塌陷性黄土。所以，我们将天然含水量小于塑限含水量、干重度介于12.8～13.5kN/m3 间的黄土划为弱塌陷性黄土。在这种黄土中修筑渠道时，有的地段可能发生塌陷现象，但不论其规模及可能性皆远较强塌陷性的小而少。
上面划分的标准是我们的一些初步意见，还有待于进一步证实。但它对做实际工作的同志来说，倒是很方便的一种评价黄土渠道坍陷可能性的方法。
上面所提出的评价黄土渠道塌陷性方法并不是唯一可靠的方法，它只是一个半定量的方法。用这个方法是找不出渠道可能产生的塌陷范围的。为了较详细地确定渠道塌陷的可能性及其可能发生的范围，我们在下面来研究一下定量的评价黄土渠道塌陷的方法。
根据渠道考察资料得知，黄土渠道塌陷时，其破裂面绝大部分是垂直曲面形的。在剖面上看，系近于平行的垂直线型（图12-14）。其破坏方式系向下坐落式的。据此，我们认为图12-17的力学草图可以反映出渠道塌陷的主要的力学作用因素。
图12-17 黄土渠道边岸塌陷性破坏力学草图
图12-18 渠道渗漏浸润轮廓计算草图
在利用图12-17的力学草图进行渠道塌陷预测时，首先必须知道渠道渗漏水可能扩展范围的轮廓。
渠道渗漏水在渠底下可能扩展的轮廓范围，我们认为可以采用3种方法来确定：①渗漏扩散理论曲线；②流网法；③野外现场试验方法。
渗漏扩散理论曲线是著者1958年推导的。其水力学模型如图12-18所示。渗漏扩散范围可由式（12-22）给出：
地质工程学原理
式中：Kx为侧向渗透系数；Ky 为垂向渗透系数；B 为渠道水面宽度；q 为渠道渗漏量。这个方法必须给出垂向和侧向渗透系数，需要比较多的准备工作，很不方便。
在初步进行预测时可以采用流网法来绘制渠水渗漏轮廓线。图12-19是我们绘制得的黄土渠道渗漏浸润线轮廓图。应当指出，这种方法求得的渗漏浸润轮廓线并不十分可靠。因为在利用这个方法时，不能充分地反映黄土因为其结构特殊而影响所形成的浸润轮廓线真实的特性。然而，在缺乏实际资料的情况下，它还是很有价值的。
最可靠的确定渠水渗漏轮廓线的方法则为野外渠道试验法。但这种方法往往造价很高，必要时可应用。
有了渗漏浸润轮廓线以后，便可将浸润轮廓线以上的土体划分为若干条带（图12-20），逐段核算其塌陷之可能性。
图12-19 黄土渠道渗透流网
图12-20 渠道边岸塌陷稳定性核算
根据上述的原理，渠道塌陷稳定性可用悬臂梁理论和塌落体稳定性理论核算来评价，即：
地质工程学原理
式中：τϕ为黄土的内摩擦角与正压力所构成的抗剪强度，即
地质工程学原理
K为渠道塌陷稳定系数，当K＜1时即有发生塌陷之可能；τc 为土体抗剪力常数乘以塌落壁的长L，即
地质工程学原理
式中：Q为塌落面前可能塌落的土体总重，即塌落体重力；γi 为不同深度处土层的天然重度；Δhi 为具有γi的土层厚度；ϕi 为与γi 相应的黄土的内摩擦角。
我们以马地台渠道试验结果来验证一下上述方法的可靠性。
在进行马地台渠道试验时，为了研究渠道塌陷问题，曾利用了天然地形加工成高3.5m，边坡系数为1∶0.2、1∶0.5、1∶0.75、1∶1.0、1∶1.3等5种边坡渠岸。在渠道试验过程中及其结束时，渠道全部稳定未发生塌陷现象。该渠道系新黄土组成的，黄土的干重度一般为13.2kN/m3，含水量为9%～13%，据图12-16的资料属于弱塌陷性，有可能发生破坏，亦有可能不发生破坏。
我们利用上述原理对该渠道塌陷性预测结果示于图12-20中。
图12-20资料指出，该渠岸在此条件下，系处于极限平衡状态。这与定性评价结果完全相符。如此，证明所提出的原理及方法基本上符合实际，而且可以应用。