陳勇 閔澤鑫 夏振堯 隆海鵬

DOI： 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.152

收稿日期：2021?06?07

基金項目：國家自然科學基金聯(lián)合基金重點項目（U2040207）；中國地質調查局項目（0001212020CC60002）

作者簡介：陳勇（1980- ），男，博士，教授，博士生導師，主要從事土-水耦合作用機制及邊坡穩(wěn)定性評價研究，E-mail： cyonger@126.com。

通信作者：夏振堯（通信作者），男，博士，教授，博士生導師，E-mail： xzy_yc@126.com。

Received： 2021?06?07

Foundation items： Key Project Supported by the Joint Funds of the National Natural Science Foundation of China （No. U2040207）; Project of China Geological Survey （No. 0001212020CC60002）

Author brief： CHEN Yong （1980- ）， PhD， professor， doctorial supervisor， main research interests： soil-water coupling mechanism and slope stability evaluation， E-mail： cyonger@126.com.

corresponding author：XIA Zhenyao （corresponding author）， PhD， professor， doctorial supervisor， E-mail： xzy_yc@126.com.

摘要：長期滲流作用下，土體發(fā)生內部潛蝕常會誘發(fā)結構變形甚至破壞。利用自主研發(fā)的滲流裝置開展砂土潛蝕試驗，研究滲流作用下不同初始孔隙比粉土質砂的顆粒流失過程及潛蝕演變特征，并闡明各影響因素的作用機制，建立顆粒流失量隨水力梯度和時間增長的預測模型，繼而基于顆粒級配試驗和三相關系推演，揭示粒度分布與孔隙比的變化規(guī)律。結果表明：滲流作用易導致砂土內部細顆粒和砂粒流失并逐漸形成優(yōu)勢滲流通道，誘發(fā)砂土局部坍塌并在持續(xù)潛蝕后呈整體不均勻沉降變形，直至水壓主要沿優(yōu)勢通道消散時，達到潛蝕穩(wěn)定；初始孔隙比或密實度是影響土體潛蝕程度的主要內部因素，直接改變了顆粒移動的起動水力梯度、流失速率、累積總質量及土樣沉降變形量，水力梯度增大會加快顆粒流失、通道形成和潛蝕穩(wěn)定；建立的預測模型擬合度高，能較好地反映上述演化特征以及初始孔隙比和水力梯度對顆粒流失發(fā)展規(guī)律及穩(wěn)定時間的影響；潛蝕對粉土質砂物理狀態(tài)的影響主要表現在孔隙比總體增大而顆粒粒徑的不均勻性降低。

關鍵詞：砂土潛蝕；顆粒流失；水力梯度；孔隙比；預測模型

中圖分類號：TU411.4 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：2096-6717（2023）05-0018-08

Evolution characteristics and prediction model on suffusion of silty-sand subjected to seepage

CHEN Yong， MING Zexin， XIA Zhenyao， LONG Haipeng

（Key Laboratory of Geological Hazards on Three Gorges Reservoir Area， Ministry of Education， China Three Gorges University，Yichang 443002， Hubei， P. R. China）

Abstract： Soil suffusion induced by long-term seepage generally lead to deformation or damage of soil structure. The suffusion experiments of silty sand had been accomplished by the independently developed seepage instrument， to study the particle loss process and suffusion evolution characteristics of silty sand with different void ratios induced by seepage of different hydraulic gradients， and the influential mechanism of factors is understood on the sand suffusion， then a model is established to predict the increase of particle loss with seepage duration and hydraulic gradient. Furthermore， the development patterns are revealed of particles size distribution and void ratio during suffusion based on the particle grading test and three phases relationship. The results show that： firstly， fine and sandy particles are both washed away by the long-term seepage and some dominant seepage channels will form subsequently in the samples， and then the internal local collapse and the overall differential settlement will be induced by continuous suffusion， until the water pressure mainly dissipates along the dominant channel to achieve the suffusion stability. Secondly， the initial void ratio or compactness is the main internal factor affecting the degree of the seepage suffusion of the soil， which directly changes the hydraulic gradient threshold， loss rate， cumulative total mass of particle movement and settlement deformation of sandy samples. The increase of the hydraulic gradient will also accelerate the particles loss， channel formation and suffusion stability. Thirdly， the prediction model fits the experiment result well， which can reflect evolution characteristics above and the influence on particles loss process of initial void ratio as well as the hydraulic gradient. Finally， the void ratio of samples will increase and the uniformity of particle size will decrease during sand suffusion.

Keywords： sand suffusion； particles loss； hydraulic gradient； void ratio； prediction model

有關滲流引起土體潛蝕和結構破壞的研究已有一百多年，早期研究多集中在地貌學和地質學領域。隨著大壩、堤防及深基坑等工程的修建，研究熱點逐漸擴展到土力學理論，側重于分析基于顆粒尺寸和級配的土體結構穩(wěn)定條件，用于判定反濾層是否會出現內部侵蝕，并建立了土體自身結構穩(wěn)定性評判標準[1-3]。近年來，有關滲流潛蝕的機理研究成為熱點。Douglas等[4]基于22種土樣試驗結果，分析了各土樣的潛蝕破壞模式；Ouyang等[5]側重于研究細顆粒含量對土體潛蝕演化過程的影響；有研究通過模型試驗發(fā)現，潛蝕時間與密實度呈正相關，但最終變形基本相同[6]；也有試驗證明，水力梯度和水頭增速會改變潛蝕破壞模式[7]；較多學者還關注了潛蝕發(fā)展過程與應力狀態(tài)和應力路徑的密切關系[8-10]。然而，上述研究仍停留在影響效果的定性描述上。有學者[11-13]重點關注細顆粒流失量與物理力學條件之間的定量關系，在對細顆粒流失過程的數學描述方面開展了探索性研究，基于級配良好砂的試驗成果得出了細顆粒流失量與初始細顆粒含量、滲透坡降、滲流時間之間的經驗公式，并建立了多個增量形式的密度變化方程，用于模擬滲流潛蝕下可動細顆粒的侵蝕和運移過程；也有研究者[14-17]采用不同數學模型和分析方法開展了土體的滲流潛蝕過程模擬。上述數學模型和數值模擬沒有引入起動水力梯度，即假設水頭差很小也會導致細顆粒全部流失，這與試驗現象和實際工程存在明顯差異。且由于潛蝕試驗中細顆粒流失過程漫長、分布不均勻，很難達到完全穩(wěn)定階段，給模型的優(yōu)化和應用增加了難度。

筆者提出“以梯度換時間”的思路，即通過增大水力梯度，加快滲流潛蝕直至穩(wěn)定，以期確定細顆粒流失量與滲流時長及水力梯度的對應關系。具體方案是利用自主研發(fā)的滲流潛蝕試驗裝置，針對不同初始孔隙比的含粉粒砂土試樣，設置3種較高的水力梯度，揭示土體潛蝕演變特征和發(fā)展規(guī)律，繼而建立基于孔隙比、水力梯度和滲流時間的顆粒流失量預測模型，推求不同初始孔隙比土樣在不同水力作用下達到潛蝕穩(wěn)定的時長，并分析潛蝕對土樣的孔隙比及粒度分布的作用規(guī)律。

1 試驗裝置及方案

1.1 試驗裝置及土樣

自主研制的滲流潛蝕裝置由控壓供水系統(tǒng)、壓力腔、細顆粒收集腔等部分組成。壓力腔高150 mm、內徑170 mm，外壁有刻度尺，上端連接不銹鋼頂蓋，頂蓋上設兩個孔分別連接進水管和排氣孔，進水口連接壓力表，腔內土樣和頂蓋之間設置透水石，壓力腔底部設大孔徑鋼板篩作為承壓板，土樣與承壓板之間放置1 mm的篩網；承壓板下端連接細顆粒收集腔，收集腔出口連接一個不銹鋼閥門，試驗儀器模型如圖1所示。

試驗土樣為取自某基坑的砂土，比重2.706，含水率16.4%，濕密度1.83 g/cm3，聯(lián)合采用篩分法和密度計法確定土樣的初始顆粒級配，如圖2所示，不均勻系數Cu=52，曲率系數Cc=0.15，級配不良，細顆粒含量為28.9%，黏粒含量低于2%，按《土的工程分類標準》（GB/T 50145—2007）定為粉土質砂。

1.2 試驗方案及步驟

根據研究目的及儀器特點，嚴格遵守土工試驗規(guī)程。

1）試樣的制備：根據現場砂樣初始狀態(tài)，考慮荷載作用后砂土壓密，設置3種試樣孔隙比，按照相同初始含水率配制試樣，用塑料袋密封，于保濕缸內靜置24 h。滲流試驗共9個土樣，初始參數及尺寸見表2，各試樣中土顆粒質量基本相同。

2）裝樣及飽和：壓力腔內壁涂抹一層防水膠，使其與顆粒黏結增強，以減弱側壁繞滲。采用分層壓樣法將試樣置于壓力腔內，根據孔隙比的不同對試樣高度進行調整，然后依次放置濾紙和透水石，用螺桿將頂蓋、細顆粒收集腔與承壓臺緊固即完成裝樣。開啟進水管閥門，打開排氣孔，并關閉收集腔出水口閥門，將水流緩緩注入壓力腔，使土樣充滿水，保持排氣孔開啟，靜止24 h以確保土樣趨于飽和后關閉排氣孔。土樣與頂蓋之間留有30～60 mm高的充水空間，以便進口水壓在該空間擴散后均勻作用于砂土表面。

3）滲流水力梯度設置：考慮到基坑底部砂土承受的水頭較大，但從基坑底面溢出的路徑較短，為增大滲流速率，縮短潛蝕穩(wěn)定的時間，分析砂土潛蝕進程及其對物理力學性質的影響，將滲流的水力梯度設為10、15、20三個級別，可結合土樣高度，調整輸入水壓力來實現，以確保水力梯度可穩(wěn)定施加。

4）滲流試驗及流失細顆粒稱量：調節(jié)進水閥門，使?jié)B透壓力快速上升到目標壓力值（目標水力梯度）并保持穩(wěn)定，收集伴有細顆粒的渾水，每10 min更換一次收集器皿，待出水閥水流中見不到明顯的細顆粒后，關閉進水閥門，停止?jié)B流試驗。各器皿中的渾水經靜置、沉淀和烘干稱重后，記錄流失細顆粒的質量。

2 滲流潛蝕演化特征分析

2.1 滲流潛蝕現象

如圖3、圖4所示，在水流自上而下的裹挾作用下，細顆粒會在土體骨架內發(fā)生移動，且從試樣底部開始；隨著時間的推移，細顆粒向下運動的同時左右錯動，土體內逐漸形成多個細微的滲流通道，孔隙變大，收集到的渾水濁度逐漸增大，此時，土樣表面并未發(fā)現明顯的下移現象；隨著細顆粒持續(xù)流失，細微的滲流通道逐漸擴散連通，隨后在滲透水流與土重擠壓的共同作用下發(fā)生局部坍塌，進而出現較大的孔洞，伴隨著明顯的潛蝕破壞，通過標尺測量發(fā)現，土樣表面也發(fā)生不均勻的沉降變形（孔隙比0.85的土樣沉降量為5～25 mm）；隨著水在優(yōu)勢通道的持續(xù)流動，收集水逐漸趨于清澈，細顆粒流失量逐漸減小，說明當前水力梯度已經無法使土樣發(fā)生進一步的潛蝕，土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。其主要原因是室內試驗的潛蝕過程受到孔徑1 mm篩網的限制，較大粒徑的砂粒無法流失，顆粒骨架依然存在，與實際工程中通道完全貫通的現象略有不同。

2.2 細顆粒流失進程分析

按照試驗方案，在預設水力梯度作用下，單位測量時間細顆粒流失質量隨滲流時間的變化曲線如圖5～圖7所示（其中潛蝕后期單個器皿中顆粒質量小于0.2 g的不再計入），關鍵數據列于表3。由圖表可以得到以下結論。

1）可將細顆粒流失過程分為驟增段、緩增段、平穩(wěn)段3個階段。驟增段約為滲透水壓力加載最初的3 h，高水壓力施加后，細顆粒快速起動，迅速流失，并隨著細微優(yōu)勢通道的形成，細顆粒流失率快速增大并達到峰值，累積流失質量呈加速增加；在各優(yōu)勢通道逐漸連通，水流主要沿大的優(yōu)勢通道運動并誘發(fā)局部坍塌和堵塞后，細顆粒流失速率出現降低，此為緩增段；隨著通道周圍的細顆粒流失逐漸減少，單位時間的流失量趨于平緩，即為平穩(wěn)段。試驗中，水流達到完全清澈所耗時間很長，因此設置標準為單次測得顆粒流失質量小于0.2 g后潛蝕完全穩(wěn)定。

2）隨著施加的水力梯度增大，相同孔隙比的土樣驟增段曲線變陡，細顆粒流失速率明顯增大，達到最大流失率和最終潛蝕穩(wěn)定的時間均縮短，由表3可知，水力梯度控制著土體滲流潛蝕的速率，且二者呈線性正相關關系。然而，對于相同孔隙比的土樣，最終流失的細顆粒質量基本相同，其主要原因是滲透壓力下的滲流潛蝕并非全域內均勻發(fā)生，土樣細顆粒因流失不均勻而形成局部較大的優(yōu)勢通道，進而導致滲透水壓沿通道快速消散，細顆粒流失總量不再繼續(xù)明顯增多。

3）相同水力梯度條件下，隨著孔隙比的增大，細顆粒流失率峰值、最終累積流失量均增加，達到流失穩(wěn)定的時間反而明顯縮短，說明初始孔隙比是影響土體滲流潛蝕程度的主要內部因素，土體密實度直接改變了細顆粒移動的起動水力梯度、流失速率、累積總質量等。

3 潛蝕過程預測模型的構建

3.1 顆粒流失總質量預測

對流失顆粒的級配分析發(fā)現，受篩網直徑影響，已流失顆粒的尺寸主要在0.5 mm以下。由表1和表3可知，潛蝕穩(wěn)定后的累積流失顆?？傎|量US并非等于所有0.5 mm以下可流動顆粒含量U0，而顆粒流失的比例主要與初始孔隙比e0相關。根據試驗結果分析，通過數據擬合，建立預測關系為

U_S=U_0?exp（-b?〖e_0〗^c ） （1）

式中：b、c為參數，分別取0.93、0.44，試驗結果Us-E與預測結果Us-P對比如表4所示。

3.2 顆粒流失演化過程預測

結合文獻分析，只有在水力梯度大于起動值后，砂土才會出現顆粒流失，因此，其演化過程預測以確定起動水力梯度為前提。采用前述試驗裝置和相同的試樣條件，結合進水閥和水壓表逐級增大滲流水壓力，每級壓差約1 kPa（0.1 m水頭）并持續(xù)10 min的滲流時間，觀察收集的水中是否含有細顆粒，待收集水中細粒含量明顯增大時，計算確定該土樣的潛蝕起動水力梯度。結合施加的水壓力值和試樣高度，確定初始孔隙比為0.45、0.65、0.85條件下的起動水力梯度分別約為3.8、2.8、2.0，即孔隙比與起動水力梯度近似呈線性負相關關系。

以廣泛應用的Sterpi D提出的預測公式為基礎[11-12]，考慮到并非所有細顆粒均發(fā)生潛蝕移動，且存在啟動水力梯度的影響，對預測公式進行修正，建立顆粒累積流失質量預測模型，如式（2）所示。

U_S^t=U_S?{├ 1-exp[-（├ t/t_0 ） ┤^m?n├ （i/i_0 ） ] ┤ } ┤ （2）

式中：U_S^t為t時刻的累積流失顆粒質量；t0為單位時間，1 h（60 min）；i0為起動水力梯度；m、n為參數，分別取1.51和0.015。擬合結果與試驗值對比如圖8～圖10所示，其中：Ex為試驗值；Pr為預測值。

3.3 預測結果對比與預測規(guī)律分析

由圖8～圖10可知，式（2）的預測模型能較好地反映累積流失顆粒隨滲流時間的發(fā)展規(guī)律，預測結果與試驗結果的誤差如表5所示，其中（ΔUs）max代表最大誤差，由某條件預測值與所有記錄點試驗值差值中的最大值確定，δ代表誤差比，指前述最大值與最終累積流失顆?？傎|量的比值。由表5可知，最大預測誤差為28.9 g，最大誤差比不到5%。

進一步，更改預測模型的輸入條件，對模型的適用性及規(guī)律性進行驗證。

首先，對3種不同孔隙比的土樣設置不同的水力梯度，帶入式（2）計算，預測結果表明：隨著初始孔隙比的增大，達到潛蝕穩(wěn)定的時間減?。磺耶敵跏伎紫侗认嗤?，即累積流失顆粒質量基本相同時，水力梯度越大，潛蝕穩(wěn)定越快，如圖11所示。

進一步，假設水力梯度20不變，針對不同孔隙比土樣，根據前述的試驗結果插值確定其起動水力梯度，并預測其顆粒流失規(guī)律及最終流失量。結果發(fā)現：對于相同質量和顆粒級配的土樣，潛蝕進程均呈先驟增再減緩的趨勢；且初始孔隙比越大，相同水力梯度下最終累積流失顆粒量越多，到達潛蝕穩(wěn)定的時間越短，即顆粒越容易遷移，如圖12所示。

4 潛蝕對砂土物理狀態(tài)的影響

4.1 潛蝕對土樣孔隙比的影響

潛蝕初期，顆粒流失造成土體孔隙增多，含水率增大，密度降低；當滲流孔洞增大、局部發(fā)生陡然沉降變形時，土體總體積瞬間減小、密度增大?？筛鶕林蓄w粒流失及體積變形的發(fā)展過程，確定孔隙比、密度、含水率等物理性質的演化過程。

e_t=（V_0 （1-ε_v^t ）-V_S^t）/（V_S^t ）=（M_S^0 （1+e_0 ）（1-ε_v^t ））/（M_S^t ）-1=

（（1+e_0 ） M_S^0 （1-ε_v^t ））/（M_S^0-U_S^t ）-1 （3）

當無體積變形，即ε_v^t=0時，式（3）簡化為

e_t=（e_0 M_S^0+U_S^t）/（M_S^0-U_S^t ） （4）

式中：V_0、e_0、M_S^0分別為初始的總體積、孔隙比、土顆?？傎|量；ε_v^t為對應時刻的體積應變；M_S^t和V_S^t分別為t時刻尚沒有流失土顆粒的質量和體積；U_S^t為累積流失土顆粒的質量，即M_S^t=M_S^0-U_S^t。

將式（2）帶入式（3）或式（4），結合測得的沉降變形特征即可預測土體的孔隙比隨著施加水力梯度和滲流時間的演化規(guī)律，如圖13所示。

由圖13可知，滲流潛蝕導致土樣顆粒流失、孔隙比增大，前期土樣未見明顯位移；但滲流通道擴散連通并出現局部坍塌時，土樣總體積減小，孔隙比隨之驟然降低；土樣出現明顯變形后，細顆粒流失量仍在緩增階段，孔隙比也隨之增大；亦即孔隙比的變化受土樣沉降引起的體積減小量和細顆粒流失導致的孔隙增大量共同影響，但最終潛蝕穩(wěn)定時孔隙比還是較初始值明顯增大。需要說明的是，圖13中的沉降量為土樣表面不均勻沉降的均值，且由于沉降變形測量主要采用筒壁的刻度尺，精度有限，僅較好捕捉了明顯坍塌時的驟降變形和最終變形量，區(qū)間微小沉降變形未能準確監(jiān)測。

4.2 潛蝕對土樣密度的影響

土體密度的演化規(guī)律可由式（5）預測。

ρ_t=（（1+w_t）G_S）/（1+e_t ） ρ_w=（G_S+s_r e_t）/（1+e_t ） ρ_w （5）

式中：G_S和ρ_w為土顆粒比重和水的密度；ρ_t、e_t、w_t分別為t時刻土體的密度、孔隙比和含水率；通常認為潛蝕多發(fā)生在飽和土中，飽和度s_r≡1。

將式（3）帶入式（5），土體密度也可表示為

ρ_t=1/（1+ε_v^t ） [（（M_S^0-U_S^t）/（M_S^0 ）） ρ_0+（（U_S^t）/（M_S^0 ）-ε_v^t ） ρ_w ] ? ? （6）

式中：ρ_0為土體的初始密度。當無體積變形，即ε_v^t=0時，土體密度可簡化為

ρ_t=ρ_0-（U_S^t）/（M_S^0 ） （ρ_0-ρ_w ） （7）

將式（2）帶入式（6）并結合沉降變形測量值，或將式（3）的e_t直接帶入式（5）即可預測土體密度隨著施加水力梯度和滲流時間的演化規(guī)律。

其他物性指標參照上述方法確定。

4.3 潛蝕對土樣顆粒級配的影響

針對顆粒級配相同、初始孔隙比不同的土樣，在水力梯度20時滲流潛蝕后，利用激光粒度分析儀對收集的流失土粒進行顆粒級配分析，初始顆粒含量減去流失顆粒含量即為滲流潛蝕后不同粒徑的土重百分含量，如圖14所示，縱坐標為某粒徑的土重含量，粒徑1 mm以上的土顆粒沒有流失。

由圖14可知：1）滲流造成土樣潛蝕過程中，細顆粒和砂粒同步流失，且粒徑0.075 mm以下的粉粒流失比例最高，約為40%，隨著孔隙比的增大，粒徑0.075～0.5 mm的砂粒流失量增大。由于受到篩網孔徑為1 mm的限制，粒徑0.5 mm以上砂?；緵]有出現流失;2）表1中粒徑0.5 mm 以下顆粒含量為38.8%，由圖13可知，潛蝕后3種孔隙比土樣中粒徑0.5 mm以下顆粒含量分別為28.2%、26.1%、24.5%，即隨著孔隙比的增大，流失比例逐漸增加，分別達到27.3%～36.8%；3）盡管滲流潛蝕作用明顯，但粉?；蛏傲２⑽慈苛魇В渲饕蚴穷w粒流失不均勻容易使土樣局部形成優(yōu)勢滲流通道，造成局部滲透系數陡增，水壓力未能長期均勻地作用于土樣。

5 討論

1）基于自主研發(fā)的滲流潛蝕儀器，觀測了顆粒運移和土體沉降變化，并分析了孔隙比的演變規(guī)律，試驗裝置、試樣尺寸雖與常見滲流試驗規(guī)程中不一致，但并不影響試驗結果。且傳統(tǒng)管涌試驗中水流多為由下至上，存在流失顆粒收集不完全的問題，本儀器將水流改為自上而下。

2）研究目的在于采用“水力梯度換侵蝕時間”的思路加快試驗進程并建立潛蝕顆粒預測模型，因此，側重于細顆粒流失質量的監(jiān)控和分析，潛蝕過程中的流量和滲透系數變化數據也與細顆粒流失和孔隙比變化密切相關，相關成果將另文敘述。

3）結合數值模擬研究發(fā)現，1 mm篩網出口作為滲流臨空面，水壓力接近零；盡管土樣內部的水力坡降并非均勻變化，但根據試樣高度來控制水壓力的變化能使整個土樣的水力梯度平均值保持穩(wěn)定。

4）由于試驗土樣不均勻系數大、細顆粒含量近30%，在水力梯度為1的水流自重作用下，水流溢出很慢，無細顆粒移動現象發(fā)生，因此，啟動水力梯度始終大于1。

5）以往多數研究認為，土中細顆粒會隨著潛蝕的發(fā)生而全部流失，事實上，還須考慮顆粒流失帶來的滲流優(yōu)勢通道形成、土體結構變化、沉降變形、孔隙比變化等現象對土中細顆粒持續(xù)潛蝕移動的阻礙和影響。

6 結論

為進一步探索潛蝕發(fā)展進程和最終顆粒流失量，采用自主研發(fā)的滲流潛蝕儀器，選用不同孔隙比土樣并設置不同的水力梯度以加速潛蝕穩(wěn)定的速度，模擬了滲流水壓對粉土質砂的潛蝕作用，描述了顆粒流失演化特征并分析了其主要影響因素，繼而建立了預測模型，最后分析了潛蝕對砂土孔隙比、密度、顆粒級配的影響規(guī)律，主要結論如下：

1）受到試驗裝置中篩網孔徑的影響，高滲透力作用下大顆粒未能持續(xù)移動，潛蝕現象會逐漸趨于穩(wěn)定。試驗現象有力證實了在潛蝕發(fā)生初期設置防滲土工布對周邊土體持續(xù)潛蝕及大面積管涌破壞能起到重要抑制作用。

2）初始孔隙比（密實度）是影響砂土滲流潛蝕程度的主要內部因素，直接改變了細顆粒移動的起動水力梯度、流失速率、累積總質量等指標。而高水力梯度的施加主要加快了砂土潛蝕速率和優(yōu)勢通道的形成，縮短了潛蝕穩(wěn)定時間。

3）建立的預測模型反映了潛蝕穩(wěn)定時累積流失顆?？傎|量由“可流動顆粒含量”及“初始孔隙比”兩個因素決定，也反映了流失顆?？傎|量主要受水力梯度和滲流時間控制，采用“水力梯度換侵蝕時間”的思路是可行的。

4）砂土被潛蝕后孔隙比總體呈增大趨勢，影響其變化特征的因素包括顆粒流失引起的孔隙增多和沉降變形導致的總體積減小；孔隙比增大會加大潛蝕程度，而潛蝕的發(fā)展也定會造成孔隙比進一步增大，二者是耦合發(fā)展的。

5）滲流作用使砂土中細顆粒和砂粒同步流失，潛蝕穩(wěn)定時，0.075 mm以下細粒流失比例達到40%，土樣不均勻性明顯減小，且砂粒流失量隨著初始孔隙比的增大而增加。

雖然通過一系列室內試驗和理論分析描述了滲流作用下粉土質砂潛蝕的演化過程、預測模型及潛蝕對物理狀態(tài)的影響規(guī)律，但仍有較多問題急需進一步研究和解決，如試驗對象類型有待擴展，顆粒級配的作用機理有待揭示，孔隙比與潛蝕的耦合促進機制有待闡明，沉降變形測量的精度和實時采集有待提高，篩網孔徑的影響也有待深入分析。

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（編輯 ?胡玲）