樊俊杰，王秋生

(北京工业大学 建筑工程学院，北京 100124)

1 研究背景

对黏性土体的冲刷特性的研究是有效解决桥墩基础局部冲刷破坏、堤防漫顶、崩岸等工程问题的关键。冲刷速率是衡量黏性土体冲刷性能的重要指标之一，Partheniades[1]提出以过剪应力模型来预测土体的冲刷速率，该模型表示冲刷速率与过剪应力成幂函数关系，即

z=z0(τ/τc-1)α。

(1)

式中：z为土体冲刷速率；z0为冲刷系数；τ为水流切应力；τc为起动切应力；α为指数系数；τ-τc为过剪应力，表示超过的切应力。

另一个广泛应用的冲蚀速率模型为Wilson模型。Wilson[2-3]基于土体水下受力规律和牛顿第二定律推导出冲刷速率模型，即

(2)

式中：b0和b1为模型的冲刷参数；ρb为土体堆积密度。

洪大林等[4]对不同河道的黏性原状土样进行了冲刷试验，结果表明对于同一条河流，起动条件与土体物理力学指标有明显的规律性。Al-Madhhachi等[5]对2种黏性土进行冲刷试验，研究了含水量对冲刷参数z0、b0和b1的影响。Khanal等[6]基于3组冲刷试验，对比了Wilson模型和过剪应力模型的适用性，得出Wilson模型在预测土体冲刷速率方面具有更好的适用性。

由于黏性土体结构的复杂性，不同学者得到的冲刷参数与土体物理力学参数的关系并不一致[7]，因此需要对冲刷参数的变化规律进行系统的研究。本文利用冲蚀函数测定仪(EFA)对3种黏性土进行冲刷试验，研究了冲刷参数之间的关系，并分析了黏聚力、干重度、含水量对起动切应力的影响。

2 试验材料与试验设备

2.1 试样材料及制备

本研究选用的3种黏性土为取自北京施工现场的黄色黏土与粉质黏土，以及取自汕揭高速公路的淤泥质黏土。……