根石走失是一个与黄河坝堤安全密切相关的问题。多年实践证明,坝岸发生坍塌、蛰陷等险情,60%以上是由险工散抛根石走失引起的。在现有研究基础上,从力学角度出发,通过模型试验的方式,将根石块体的形状概化为长(L)、宽(b)、高(s)的立方体进行拖曳力测试试验,考虑雷诺数、块体倾角以及块体形状参数对拖曳力系数的影响,研究发现:当雷诺数(Re_s)小于1.80×10~4,水平拖曳力系数随雷诺数增大快速线性增大,雷诺数(Re_s)大于1.80×10~4,水平拖曳力系数趋于稳定,其值介于0.76~0.82;当块体夹角小于6°时,水平拖曳力系数随块体夹角的增大而缓慢增大;夹角大于6°时,水平拖曳力系数随块体夹角的增大而减小,拖曳力系数变化介于0.81~0.88;块体的形状参数通常由宽高比(b/s)、长高比(L/s)来表征,改变块体的尺寸与形状参数,块体的水平拖曳力系数随宽高比(b/s)、长高比(L/s)的增大而增大,最终将趋于平稳,拖曳力系数的变化受块体形状参数影响明显,其值介于0.74~0.87。为研究实际工程中水流流速对根石冲揭过程的影响,开展了高山寺控导工程河道坝体水流冲刷正态物理模型试验,在3种不同流量条件下,获得成果如下:(1)坝前流速大致分布在观测剖面CS3~CS6之间,距右岸起点1.2 m~2.8 m处,最大流速位于2.0 m处左右。(2)模型坝体上跨角处放置边长为2.2cm的正方体块体,测试水下块石拖曳力,得到流速在33.0 cm/s~48.0 cm/s之间,拖曳力系数的范围值为0.73~0.93之间,平均值为0.84。(3)坝体根石材料塌陷,坡面变形出现下滑,且主要出现在坡面1~4之间,尤其在剖面4所在的位置坡面变形最大,在流量60 L/s时坝体根石石料缺失面积最大为81 cm~2。