桥墩的局部冲刷是因桥墩的阻水作用造成水流对墩周河床的侵蚀淘刷,从而导致墩基础埋深降低,对桥梁的安全稳定产生威胁,是造成桥梁水毁的主要因素之一。由于局部冲刷是水流、桥墩和泥沙间的耦合作用过程,影响因素众多,使得其作用机理极为复杂。目前针对局部冲刷的研究主要集中于墩周流场、影响因素和冲刷深度计算公式的研究,对局部冲刷演变过程的研究成果较少。本文基于相关基本理论,通过室内试验和数值模拟,深入研究了串列双排圆柱桥墩局部冲刷的演变过程。通过开展串列双排圆柱桥墩(墩心距L与墩直径D的比值L/D=4.3)局部冲刷试验,分析了墩周水流结构、沿程水流时均流速分布特征和局部冲刷产生原因,探究了局部冲刷的演变发展规律,根据冲刷过程中前后排墩冲刷坑深度和范围随时间推移的变化规律分析可将演变过程分为初始阶段、发展阶段和平衡阶段。通过改变试验水槽中水流行近流速(0.15m/s、0.20m/s、0.25m/s)和墩周局部范围内试验沙中值粒径(0.75mm、0.38mm和0.18mm),研究了行近流速和泥沙粒径与局部冲刷的演变和冲刷坑形态的关系。采用FLOW-3D软件建立与试验相同尺寸的几何模型并进行不同试验分组条件下的数值模拟计算,将模拟结果中的墩周水流结构、冲刷坑演变过程和不同分组下的前后排墩最大冲刷深度与相应试验结果进行对比,结果表明数值模拟结果与试验结果吻合度较高。结合试验实测结果分析,清水冲刷条件下局部冲刷的演变过程是随着时间的推移冲刷坑深度和范围不断增加、增长速率却逐渐减小直至冲刷坑达到稳定状态不再发展的变化过程,且在冲刷过程中后排墩因前排墩的“遮挡效应”冲刷程度始终弱于前排墩。水流行近流速和泥沙颗粒粒径是影响局部冲刷的重要因素,最大冲刷深度和范围随着水流行近流速的增大、泥沙粒径的减小而增大,相比于泥沙粒径,局部冲刷深度和范围受水流行近流速的影响更大。