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实际工程中，第四系地层往往因堆积作用形成层状结构，其涉及到不同粒径组合并具有较为明显的
分层构造 ［１９］ 。对于成层土，由于粒径组分的改变，使得孔隙结构发生明显变化，孔隙通道内的水土特性
更为复杂。土层界面水力特性改变可影响土体持水及力学特性，进而对土体结构稳定性产生影响。因此，
边坡中成层位置往往在入渗作用下强度降低，发生失稳 ［２０］ 。在渗流过程中，土颗粒在水动力学作用下运
移，会使得土体渗透性降低 ［２１ － ２２］ 。而对于层状结构，上下层变化可能对入渗过程起到阻碍或者促进作
用。在已有的悬浮颗粒迁移试验中，悬浮颗粒运移会造成多孔介质局部渗透系数增大的情况 ［２３］ 。多孔介
质的渗透系数改变，影响水流入渗，对地下水补充也具有重要影响 ［２４］ 。并且在地下水回灌工程中，回灌
井的填充层与土层所构成的结构即为分层形式，回灌井会因为颗粒堵塞问题而无法正常运行。然而，国
内已有的颗粒迁移研究对象多为单一介质，缺乏以成层土作为对象的研究。可见，当前研究重点是对成
层土中水流的运动过程开展研究，尤其是已有研究中对于细颗粒运移沉积过程研究相对较少，对广泛存
在的含夹层地层中细颗粒迁移沉积过程更缺乏深入的试验及理论研究，亟需开展相关工作。
基于此，针对夹层砂土中细颗粒迁移沉积过程 ［２５］ ，通过一维砂柱穿透试验，研究不同粒径、不同
夹层位置及厚度悬浮颗粒的迁移和沉积特性。通过试验，分析细颗粒穿透曲线、沉积规律及渗透性变
化特征，并对夹层砂土中悬浮颗粒的运移状态进行分类。试验研究成果对实际工程应用具有较重要的
理论意义和借鉴价值。在地下水回灌井填充中，能够减少堵塞，延长工程运行时间；在堆积体入渗过
程中，能够减少颗粒流失而造成的失稳情况发生；在砂土注浆中，能够发挥最佳的注浆加固效果。

２ 试验仪器和方法

２．１ 试验装置 现有颗粒迁移试验中，试验装置多采用一维试验管，如图 １所示。由蠕动泵将供水箱
中的悬浮颗粒悬浊液自上至下注入，砂柱顶端的流量计能精确测定单位时间内的流量。地下水中含有
细小颗粒，试验过程中将悬浊液持续注入砂柱，通过蠕动泵的恒定转速来保证渗流速度稳定。已有试
验中悬浮颗粒的浓度多采用 ０．２～０．８ｇ?Ｌ，流速范围在 ０．０２～０．３ｃｍ?ｓ。为保证试验中水流以缓慢流速通
过多孔介质，结合试验采用的供水装置，确定试验管内的流速为 ０．０６５ｃｍ?ｓ，悬浮颗粒浓度为 ０．５ｇ?Ｌ。
图 １中，砂柱的内径 ６０ｍｍ，高度为 ５５０ｍｍ，试验管一侧布设有 ５个孔隙水压力传感器 （Ｐ１、Ｐ２、
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５），每个传感器间隔 １０ｃｍ。

图 １ 试验装置

２．２ 试验材料 试验选用天然石英砂作为砂层填充材料。天然石英砂取自长江边，内部含有树叶、枯
枝等杂质，并且砂砾表面附着有大量灰尘。用土工筛将天然石英砂进行筛分，去除杂质。筛分后的不
同粒径组分用去离子水反复冲洗，直至石英砂表面附着的灰尘被冲洗干净。将洗净后的石英砂放在烘
箱中，在 １０５℃下烘干 ２４ｈ。烘干后的石英砂呈现淡黄色、半透明状，其主要的矿物成分为 ＳｉＯ，颗
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