土中を水が流れるとき、水が土粒子を押すような力が働きます（川の流れに足がとられることがイメージできます）。このような力を浸透水圧と呼びます。浸透水圧はダムや堤防、掘削時底面の安定性に大きく関係します。

　上図の装置より、浸透水圧を考えます。図左から右に向けて透水があるとき、浸透力は断面BとCに作用する力の差として、下式のように得られます（この時、土試料と容器の摩擦等は無視します）。

　F = γ_w × A × ( h₁ – h₂ )・・・(式1)

また、浸透水圧uは単位体積当たりの浸透圧であることから、上式を用いて次のように表されます。

u = F / V = γ_w × ( h₁ – h₂ ) / ( A × L ) = γ_w × Δh / L = γ_w × i ・・・(式2)

ここに、
　F：浸透圧 (N/mm³)
　u：浸透水圧 (N)
　γ_w：水の単位体積重量 (kN/m₃)
　A：土試料の断面積 (mm²)
　h₁：上流側の位置水頭 (mm)
　h₂：下流側の位置水頭 (mm)
　V：土の体積 (mm³)
　L：土試料の長さ (mm)
　Δh：水頭差 (mm)
　i：動水勾配 ( = Δh / L )

　上図の土試料を断面Cが上側に来るように立てたとき（半時計回り）、試料に作用する力は下向きの重量と上向きの浸透水圧の2つです。これら力が釣り合うとき、土粒子は上側にも下側にもよらない（宙に浮いたような）状態になります。この状態をクイックサンド現象（クイックサンド状態）と呼びます。

　クイックサンド現象が生じるような動水勾配iを限界動水勾配i_crとよび、下式のように表されます。

i_cr = γ’ / γ_w = ( γ_sat – γ_w ) / γ_w　・・・(式3)

この時、γsatは間隙中の水の重量と土粒子重量の和であるため、

γ_sat = ( ( V_v × γ_w ) / V ) + ( ( V_s × γ_s ) / V )
　　= ( ( e × γ_w ) / ( 1 + e ) ) + ( ( 1 × γ_w × G_s ) / 1 + e ) )　・・・(式4)

(式3)および(式4)より、

i_cr = ( ( e + G_s ) / ( 1 + e ) ) – 1 = ( G_s – 1 ) / ( 1 + e ) 　・・・(式5)

即ち、動水勾配i_crが(式5)の値となるとき、クイックサンド現象が発生します。