砂土内部侵蚀引发的工程事故数见不鲜,诸如堤坝溃决诱发洪水淹没城镇乡村、基坑坍塌导致周边建筑破坏、隧道破坏引起路面塌陷等,往往造成重大的经济损失和人员伤亡。针对砂土内部侵蚀的两种典型模式——管涌和流砂,本文通过自行研制的三轴侵蚀试验装置开展大量试验,研究这两种典型的砂土内部侵蚀机理及其对渗透性的影响,具有一定的科研价值和应用前景。主要研究内容包括:研制一套新型三轴侵蚀试验装置,可供开展管涌和流砂两种试验研究。试验装置的围压控制系统可模拟土体受力状态;供水系统可实现侵蚀水头长期稳定;三轴压力室系统可实现两种流失模式:全断面流失和集中流失;收集系统可实现侵蚀量和渗透系数的测量,具有自动固液分离、连续采集数据的特点。开展了5种水力梯度和3种高岭土含量下的管涌试验。管涌发展过程中,试样的渗透系数和高岭土流失浓度随着水力梯度增大而增大,高岭土含量越小,这种现象越明显。同时,试样的渗透系数随着高岭土含量增加而明显下降,但高岭土含量对其流失浓度的影响只在水力梯度较大时明显。其次,试样发生管涌后的三轴试验表明,随着高岭土含量和水力梯度增大,试样应变软化和体胀现象逐渐减弱。另外,高岭土含量为10%时,残留的高岭土数量随着水力梯度增大而减小,但当高岭土含量为15%和20%时,水力梯度的影响不明显。开展了4种水力梯度和3种渗漏孔径下的流砂试验。随着流砂发展,试样中石英砂流失量和渗透系数逐渐上升并趋于稳定。随着水力梯度增加,试样外表凹陷部位逐步远离渗漏孔,流砂启动时间随之提前,流失速度和渗透性增大速度也随之增大。其次,当试样压实系数为70%时,石英砂流失量和渗透系数对渗漏孔径的变化并不敏感。然而,当试样压实系数为75%和80%时,流失的石英砂量随着渗漏孔径增大而增大。