近年来由于厄尔尼诺现象的肆虐,暴雨频发,江河水位的上涨常常会导致渗蚀现象发生,造成滨海城市基础设施发生重大灾变,给我国人民的人身财产安全带来了巨大的威胁,影响经济和社会的和谐发展。道路路基在暴雨作用、地下水管破裂等因素作用下也时常发生渗蚀现象。路基中的细颗粒在粗颗粒孔隙中因渗流作用而发生移动与流失,路基因细颗粒流失而逐渐被掏空,导致路基填料力学特性发生变化,进而影响路基应力传递与承载特性、导致路基发生局部沉降或路面塌陷。因此,有必要对路基中的渗蚀展开相关研究。本文主要探讨了不同级配路基填料渗蚀的诱发因素、发展规律以及渗蚀对路基应力传递路径规律。主要研究内容分述如下:(1)采用PFC软件结合多孔介质中的达西流计算程序对不同颗粒级配的土样渗蚀过程数值模拟,验证了 Kezdi提出的渗蚀判别准则,分析了内部稳定土体与易渗蚀土体在渗蚀过程中细观参数的变化,并探讨了初始流速对渗蚀发展过程的影响。研究表明,易渗蚀土体的渗蚀起始阶段时间较短,加速发展阶段渗蚀速率大,延续阶段渗蚀率仍有较大的发展趋势;内部稳定土体渗蚀的起始阶段和发展阶段不受细粒含量的影响,但在延续阶段,细粒含量越大,渗蚀率越大;初始流速越大,渗蚀曲线的起始阶段越短,发展阶段渗蚀速率越大,对于易渗蚀土体,超过某一临界水流速度,易渗蚀土体将发生持续渗蚀,而对于内部稳定土体,流速的大小并不影响延续阶段的渗蚀率趋于稳定。(2)运用CFDEM流固耦合计算程序,模拟了经典的Trapdoor试验,分析了不同颗粒级配下土拱形成的过程及土拱最终形态。并在土拱效应发挥作用的基础上,分析了不同流体压力下渗蚀启动对土拱效应的影响。研究表明,土体颗粒的间隙比(粗颗粒最小直径与细颗粒最大直径之比)越大,土拱效应越显著,拱形轮廓越明显;土体的细粒含量越大,土拱高度越大;土体渗蚀与颗粒应力有关,土拱下方的颗粒较其他区域更松散,颗粒间接触力小,平均应力水平低,渗蚀率越大;渗蚀启动时细颗粒的平均配位数迅速增大,直至平均配位数接近4时逐渐稳定;渗蚀启动时土拱效应的变化由渗流拖曳力和渗蚀两方面造成,渗蚀率越大,土拱效应削弱越显著。(3)设计并搭建了桩承式路基渗蚀试验平台,通过模型试验探究了三组不连续级配的路基填料在渗蚀作用下细粒土流失过程,分析了桩土应力比在渗蚀过程中的变化规律,并获得了渗蚀后路基模型的细粒含量分布。研究表明,易渗蚀土体在渗蚀前期大量细颗粒被侵蚀,不易渗蚀土在渗蚀过程中有较少细颗粒流失,介于两者之间的可渗蚀土体在渗蚀前期有部分细颗粒被侵蚀,渗蚀中期细颗粒发生二次渗蚀,下游细颗粒间歇性地流失形成渗流通道;渗蚀的发展过程中,桩土应力比逐渐增大,当渗流方向与土拱平面垂直时,桩顶土压力增大,当渗流方向与土拱平面平行时,桩间土压力减小;易渗蚀土体在流体拖曳力和重力沉积作用下细粒含量的分布变化较大,水流入口处和出口处细粒流失较多;可渗蚀土体在渗流作用下各区域细粒含量变化较小,但发生细粒流失的区域较多。