国内外许多专家和学者通过野外观测、模型试验和数值模拟计算等方法和手段开展了大量的桥墩局部冲刷研究，综合考虑了桥墩局部冲刷的各个影响因素，提出了许多桥墩局部冲深计算的经验公式及半经验半理论公式。但由于桥墩局部冲刷现象相当复杂，影响因素繁多，至今对冲刷机理的认识和理论研究都还不是很完善，仍需在这方面做进一步的研究。且已往的研究及大量工作成果都侧重和局限于单层土结构的地质条件，对分层土冲刷的研究较少。由于工程实践的需要，分层土的局部冲刷问题越来越受到关注。本文在总结前人研究成果的基础上，结合水槽模型试验，对分层土桥墩局部冲刷进行了研究，初步探讨了一些水力特性，为后期进行更深入的研究及实际工程应用提供一定的参考依据。主要研究内容和研究成果如下：1、通过水槽模型试验成功模拟了墩周附近非均匀泥沙冲刷粗化分层现象。采用定点摄影方法，实时观测冲刷坑内部泥沙粗化的情况，提供了更加直观、近距离观察粗化分层发生前、中、后详细的动态过程，同时也为构建分层冲刷物理模型提供依据和参考。此项试验对泥沙粗化问题相关研究值得借鉴。2、试验采用声学多普勒流速仪ADV对模型桥墩附近各断面各测点的瞬时流场进行了精确测量。绘制出了平面二维时均流速场分布图，同时得到了各典型断面的纵向、横向和垂向的三维时均流速，分析了其变化规律。从而得出了分层土条件下圆柱绕流流态与墩周冲刷的关系。3、试验测定了分层土各个冲刷阶段不同上层泥沙厚度的墩前局部冲刷深度，分析了各分层土桥墩墩前冲刷深度随时间变化的函数关系式，得出了墩前局部冲刷深度与时间的对数呈线性变化的关系。4、在分层土桥墩局部冲刷试验的基础上，结合模型试验观测数据，提出了分层土桥墩局部冲刷的物理模式，运用理论分析和量纲分析的方法进行了新计算式的推导，经过实测试验数据确定参数后得出了适用于分层土桥墩局部冲刷深度的计算式，并用已有的冲刷公式对新公式进行了验证，结果表明，表达式所依据的模式是可行的，所建立的新公式结构是合理的，具有有一定的适用性。桥墩冲刷影响参数众多，流场水力特性由诸多因素共同决定，包括水力因素、床沙特性因素和桥墩几何因素。本文仅对分层泥沙的一些水力特性及局部冲刷问题进行了初步探讨，得到了泥沙分层对桥墩冲刷影响的初步成果，具有一定的参考意义。桥墩墩型、泥沙特征因素等问题可结合实际工程、开展更详细的模型试验进行更深入的研究。