Page 97 - 水利学报2021年第52卷第6期

匀系数 σ ′由下式计算：
σ′ = ( d d ) 1 2 （2）
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得到 σ ′ 分别为 2.22、1.74、1.22。根据抛石料的 3 组级配和 3 组抛石层厚度的组合，共进行了 9 组、
18 次冲刷防护试验。

图 3 抛石料粒径级配曲线

3 群桩局部冲刷试验分析

3.1 冲刷坑的三维尺度变化 用试验测量数据绘制了各桩间距影响下冲刷过程中 3 个特征时刻（t=
0.5 h、1 h、10 h）的三维冲刷坑形云图，如图 4 所示。

t=0.5h t=1.0h t=10.0h

5 5 5
0 z/D 0 z/D z/D 5 5
0 0 x/D 0
5 x/D 5 0 x/D
0 -5 0 -5 5
y/D -5 y/D -5 0 -5
y/D -5
（a）G/D=2.0
z
2.0
1.7
1.4
1.0
0.7
4 4 4 z/D 5 0.4
0.1
z/D 0 0 z/D 0 4 0 5 -0.3
-0.6
-4 x/D -4 0 x/D 5 0 x/D -0.9
-1.2
5 -4 6 2 0 -1.6
0 -2 -4 -5 -1.9
y/D -5 y/D -6 y/D -5 -2.2
-2.5
（b）G/D=1.5 -2.9
-3.2
-3.5
4 5
4 z/D
z/D 0
0
4 z/D 0 4 5
-4 0 -4
5 x/D 5 0 x/D 5 0
0 -4 0 0 x/D
y/D y/D -4 y/D -5 -5
-5 -5
（c）G/D=1.0
图 4 群桩冲刷坑形变化过程
分别对图 4（a）（b）（c）按横向排列的各时刻坑尺度进行比较可见，冲刷坑的平面范围和垂向深度
均随时间增长。试验中观测到，冲刷达到平衡的时间基本在 6 ~ 8 h，图中 t=10 h 时刻的冲刷坑代表了
渐近冲刷平衡状态的尺度。再对图 4（a）（b）（c）中同时刻的冲刷坑尺度进行比较可见，桩距 G/D=2.0 的
坑内两列桩间中心线上存在沙脊，上游两桩附近的冲刷深度大于下游两桩，并有明显独立的冲刷
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