近代海上资源开发和交通业发展的需要,兴建起一些大型群桩基础的跨海大桥等水工建筑物,群桩桩周局部冲刷对跨海大桥等存在潜在威胁,成为国内外学者关注的热点。由于群桩桩周冲刷影响因素较多,对其认识还不够充分。另外,关于桩周非均匀沙的冲刷机理、非均匀系数对冲刷的影响研究成果较少。本文通过对几种简单布置形式的群桩冲刷进行了试验研究,进行了恒定流及波流条件下不同群桩布置形式的冲刷规律及机理分析。配比了不同级配的非均匀沙,分析了非均匀系数对冲刷的影响,主要成果如下:(1)群桩效应对桩周局部冲刷有重要影响,包括桩间的增强效应、掩蔽效应、前排桩涡脱落的影响和马蹄涡压缩等。在本试验条件范围,相同流速条件下,大直径单桩冲刷深度和影响范围最大,2×1双桩布置冲刷深度最小;2×2双排布置由于后排桩对冲刷的影响,使得冲刷深度大于2×1双桩布置冲深;梅花桩布置由于阻水宽度较大,加上前桩涡脱落与边桩的影响,使得其最大冲深大于2×2双排四桩布置的冲刷深度。进行了群桩等效桩径的修正计算,该等效桩径可用于恒定流及波流条件下。(2)波流条件下,单桩相对冲刷深度随波高水深比的增大呈线性增大;群桩布置条件下,较大的波高水深比产生冲刷增强效应更加明显,使得相对冲深随波高水深比的增大出现拐点。相同波高水深比条件下,群桩布置形式对冲刷深度及冲刷速率也有一定的影响,影响规律同恒定流。(3)泥沙的非均匀性对冲刷有明显的影响。同条件下,冲刷深度随着泥沙非均匀系数的增大而减小,特别是在非均匀系数较大时,对冲刷的影响较为明显,非均匀系数较小时,冲深接近于均匀沙的冲刷深度。(4)给出了考虑泥沙非均匀系数的桩周非均匀沙始冲流速计算公式,但是其适用性还有待进一步研究。